Прибрежные регионы сталкиваются с растущей угрозой, скрытой под их поверхностью, — вторжением соленой воды. Более 2,5 миллиардов человек полагаются на водоносные горизонты (естественные подземные водоемы) в качестве источника пресной воды, и если в водоносные горизонты проникнет достаточное количество соленой воды, это может иметь разрушительные последствия, делая воду непригодной для питья и сельского хозяйства. Это засоление является серьезной глобальной угрозой, однако оно редко обсуждается.
Согласно новому исследованию, этот риск был недооценен. Ожидается, что к 2100 году 77% водоносных горизонтов в прибрежных районах, расположенных ниже, испытают значительное проникновение соленой воды, и изменение климата является ключевым фактором.

Если вы живете в прибрежной зоне, возможно, вам стоит изучить концепцию «вторжения соленой воды». В прибрежных водоносных горизонтах пресная вода естественным образом сталкивается с морской водой, поддерживая границу, известную как граница раздела пресной и соленой воды. Когда этот баланс нарушается – будь то повышение уровня моря или уменьшение пополнения подземных вод – соленая вода проникает дальше вглубь суши.
Вторжение соленой воды в первую очередь обусловлено двумя процессами: снижением пополнения запасов и повышением уровня моря. Пополнение запасов происходит, когда дождевая вода или поверхностные воды просачиваются в землю для пополнения водоносных горизонтов. Изменение климата уменьшает это пополнение, позволяя соленой воде проникать дальше вглубь суши. Между тем, изменение климата также влияет на повышение уровня моря, что, в свою очередь, выталкивает морскую воду внутрь суши, смещая границу пресной воды.
Низколежащие регионы, такие как регионы Юго-Восточной Азии, особенно уязвимы для этого вторжения из-за их возвышенности и близости к побережью, но эти процессы угрожают всем прибрежным водоносным горизонтам.

Впервые исследователи оценили вторжение соленой воды в глобальном масштабе, объединив прогнозы повышения уровня моря и пополнения запасов воды с уникальными характеристиками прибрежных регионов. Используя данные более чем 60 000 прибрежных водоразделов, исследование дает суровый прогноз: к 2100 году три четверти прибрежных территорий мира столкнутся с измеримым вторжением соленой воды.
Насколько это плохо?
Исследователи использовали информацию о водоразделах, собранную в HydroSHEDS, базе данных, управляемой Всемирным фондом дикой природы, которая использует наблюдения за высотами, полученные в результате миссии НАСА по радиолокационной топографии. Для создания прогноза команда использовала модель, учитывающую множество переменных, включая пополнение подземных вод, повышение уровня грунтовых вод, плотность пресной и соленой воды, а также прибрежную миграцию из-за повышения уровня моря.
Согласно модели 2100, одно только повышение уровня моря приведет к проникновению соленой воды в 82% исследованных прибрежных водоразделов, отодвигая границу пресной и соленой воды вглубь суши на 656 футов (200 метров). Напротив, сокращение пополнения подземных вод из-за изменения климата приведет к проникновению соленой воды в 45% прибрежных водоразделов, отодвигая переходную зону еще дальше — до трех четвертей мили (1200 метров) вглубь суши.
Если мы продолжим вести дела по обычному сценарию, вторжение соленой воды может поставить под угрозу снабжение питьевой водой и сельское хозяйство. Почти три из четырех водоносных горизонтов могут оказаться загрязненными.

Юго-Восточная Азия с ее низменными дельтами и густонаселенностью очень уязвима к повышению уровня моря. Даже при стабильном или увеличивающемся пополнении запасов, повышение уровня моря будет выталкивать соленую воду дальше вглубь суши. Такие страны, как Вьетнам, Индонезия и Бангладеш, могут столкнуться с широкомасштабным засолением грунтовых вод. Это затронет миллионы людей, которые полагаются на эти резервы.
В Соединенных Штатах прибрежные регионы, такие как Флорида и побережье Мексиканского залива, сталкиваются с двойной угрозой: сокращением пополнения запасов и повышением уровня моря. Городская инфраструктура, включая системы водоснабжения и фундаменты зданий, подвергается особому риску.
«Поскольку уровень моря повышается, повсеместно возрастает риск наводнений. С вторжением соленой воды мы видим, что повышение уровня моря повышает базовый риск того, что изменения в пополнении подземных вод станут серьезным фактором», — говорит соавтор Бен Хэмлингтон, ученый-климатолог из Лаборатории реактивного движения и соруководитель исследования уровня моря НАСА. Сменить команду.
Можем ли мы что-нибудь с этим сделать?
Вторжение соленой воды не является отдаленной угрозой — это настоящая и растущая опасность для прибрежных сообществ во всем мире.
Решение этой проблемы потребует глобального сотрудничества, регионального планирования и действий на местном уровне. Одним из эффективных способов борьбы с проникновением соленой воды является увеличение пополнения подземных вод. Проекты управляемого пополнения водоносных горизонтов (MAR) включают искусственное пополнение водоносных горизонтов путем направления избыточной дождевой воды, очищенных сточных вод или ливневых вод в подпиточные бассейны или нагнетательные скважины. Это помогает поддерживать давление в водоносном горизонте, препятствуя проникновению морской воды.
Другой подход, который может сработать, — это управляемое отступление . Как следует из названия, он предполагает поэтапные шаги по перемещению инфраструктуры с уязвимых береговых линий. В то же время вы должны построить физические барьеры или естественные барьеры для защиты от повышения уровня моря. Морские дамбы и дамбы служат физическими барьерами, а мангровые заросли и рифы являются эффективными естественными барьерами. Однако эта мера наверняка окажется крайне непопулярной — кто захочет отказываться от прибрежной собственности?
Наконец, нам также следует просто сократить использование грунтовых вод. Истощение подземных вод является серьезной проблемой для поддержания здоровья водоносного горизонта. Чрезмерная откачка грунтовых вод, часто для сельского хозяйства или городского водоснабжения, ускоряет проникновение соленой воды за счет снижения давления водоносного горизонта. Реализация политики устойчивого водопользования, такой как регулируемое извлечение подземных вод, эффективные ирригационные системы и повторное использование воды, может помочь сохранить ресурсы пресной воды.
В конечном счете, для защиты прибрежных подземных вод необходимо сочетание природных, инженерных и политических решений. Инвестиции в эти меры сегодня могут защитить запасы пресной воды и обеспечить устойчивость прибрежных сообществ для будущих поколений. Это исследование окажется полезным, поскольку оно дает количественную оценку того, какие проблемы будут испытывать водоносные горизонты по всему миру. Кроме того, это также может помочь нам принять защитные меры в тех областях, где нет собственного опыта.
«Те, у кого меньше всего ресурсов, больше всего страдают от повышения уровня моря и изменения климата», — сказал Хэмлингтон, — «поэтому такой подход может иметь большое значение».