Что такое проникновение морской воды?Гидрогеолог объясняет изменение баланса между пресной и соленой водой на побережье.

Вторжение морской воды — это перемещение соленой воды из океана или эстуариев в пресноводные системы.Морская вода, имеющая подкрался к реке Миссисипи Летом и ранней осенью 2023 года это напоминание о том, что прибрежные сообщества балансируют в хрупком балансе суши и моря.

Пресная вода необходима для питья, орошения и здоровья экосистем.Когда морская вода перемещается вглубь суши, содержащаяся в ней соль может нанести ущерб сельскохозяйственным угодьям, экосистемам, жизни людей и средствам к существованию.

Я береговой гидрогеолог и изучали воду на границе суши и моря в течение 25 лет.Я думаю, что вторжение морской воды похоже на качели:Место, где встречаются пресная и соленая вода, является точкой баланса между силами суши и силами моря.

Толчок со стороны суши, например, сильный дождь или высокий уровень речного стока, перемещает точку равновесия в сторону моря.Толчок со стороны моря – будь то повышение уровня моря, штормовой нагон или прилив – смещает точку равновесия к суше.Засухи или интенсивное использование пресной воды также могут привести к перемещению морской воды вглубь суши.Поскольку изменение климата и рост населения создают нагрузку на запасы пресной воды, одним из результатов будет большее вторжение морской воды.

Когда океан движется вверх по реке

Нынешнее вторжение морской воды в нижнее течение реки Миссисипи обусловлено, прежде всего, засуха на Среднем Западе, что уменьшило объём реки.Как величина сокращения речного стока, так и продолжительность времени, в течение которого река находится на низком уровне, влияют на то, насколько далеко поднимается вверх по реке соленая вода.По состоянию на окт.2 декабря 2023 года «клин» соленой воды в Миссисипи сдвинулся. почти в 70 милях вверх по течению из устья реки.

Этот это не первый раз низкий уровень воды в реке позволил морской воде переместиться вглубь суши.Но поскольку изменение климата повышает уровень моря и вызывает более серьезные погодные аномалии, вторжение станет более распространенным и будет продвигаться все дальше вверх по течению.

И проблема не уникальна для Миссисипи.В Делавэре морская вода путешествие дальше по небольшим приливным ручьям во время штормов и самых высоких приливов, затопляя сельскохозяйственные угодья и уничтожая посевы.

В Сундарбане Индии и Бангладеш – одном из крупнейших прибрежных мангровых лесов в мире – морская вода проникает в устье реки Ганг.Основными причинами являются плотины в верхнем течении и отвод воды из реки для орошения и судоходства, а также вторжение из-за повышения уровня моря.Вторжение морской воды может угрожают многим видам растений и животных в этом Объект Всемирного наследия ЮНЕСКО, который является домом для бесчисленного количества редких и исчезающих видов.

Вторжение в подполье

Другая граница между пресной и соленой водой на побережье менее очевидна, поскольку это под землей.Многие прибрежные сообщества получают пресную воду из грунтовых вод – чистой воды, которая проходит через поры между песчинками и почвой.

Грунтовые воды не просто останавливаются на береговой линии:Под дном океана грунтовые воды соленые, а где-то между сушей и океаном есть подземная точка встречи.Обычно он находится ближе к берегу от береговой линии, потому что соленая вода плотнее пресной, поэтому она имеет большую силу и естественным образом толкает ее.Но, как и река, этот интерфейс движется когда уровень грунтовых вод падает на суше или уровень воды поднимается на море.

В бассейны подземных вод Центральной и Южной Калифорнии, широкомасштабная перекачка привело к падению уровня грунтовых вод на сотни футов в некоторых районах.Это опрокидывает качели и заставляет грунтовые воды из моря перемещаться далеко вглубь суши.Доступные подземные воды поддержали орошаемое земледелие в этих районах, но теперь возникла двойная опасность в виде сокращения доступности подземных вод и проникновения морской воды. угрожает таким культурам, как клубника и салат.

Проникновение морской воды в грунтовые воды происходит во всем мире, но, пожалуй, наибольшую угрозу представляют населенные пункты на низменные острова.Пресные грунтовые воды часто являются единственным источником воды для питья и орошения на небольших островах и существуют в виде тонкой линзы, плавающей над солеными грунтовыми водами.

Линза может сжиматься в ответ на засуху, откачку воды и повышение уровня моря.Он также может стать соленым из-за проникновения паводковых вод во время штормов или приливов.

Например, прогнозируется, что на Маршалловых островах сочетание повышения уровня моря и волновых наводнений приведет к тому, что многие острова необитаем к концу века.

Изменение баланса

Поскольку соленая вода продолжает посягать на пресноводные системы, это будет иметь последствия.Питьевая вода, содержащая даже 2% морской воды, может повышают кровяное давление и нагружают почки.Если соленая вода попадет в линии подачи, она может разъедать трубы и производить токсичные побочные продукты дезинфекции на водоочистных сооружениях.

Проникновение морской воды сокращает срок службы дорог, мостов и другой инфраструктуры.Он был замешан в содействии Обрушение кондоминиума Champlain Towers South в Серфсайде, Флорида, в 2021 году.Вторжение морской воды меняет экосистемы, создавая призрачные леса когда деревья умирают, а болота перемещаются вглубь страны.

Умное управление может опрокинуть качели обратно в сторону моря.Ограничение добычи поверхностных и подземных вод или закачка очищенных сточных вод в уязвимые водоносные горизонты может увеличить силу, препятствующую проникновению соленой воды.

Строительство дамбы или поддержание здоровые системы дюн также может помочь сдерживать морскую воду, хотя эти подходы защищают только от затопления и проникновения соленой воды на поверхность, а не под землю.Откачивание соленых грунтовых вод или установка подземных барьеров могут предотвратить проникновение соленой воды вглубь суши.

Лучше всего проявлять инициативу, потому что, если грунтовые воды загрязнены, соль становится трудно удалить.Если соленая вода проникнет вглубь суши, общины смогут управлять качеством воды, строя опреснительные установки и переход на солеустойчивые культуры.

Другой вариант — позволить природе идти своим чередом.Разрешение болотам мигрировать вглубь суши может компенсировать потери на береговой линии по мере повышения уровня моря.Это сохраняет критически важные места обитания, усиливает защиту от наводнений и сохраняет углерод со скоростью, намного превосходит большинство наземных экосистем – сдерживание ускорения изменения климата.