一項(xiàng)新研究稱，溫泉可作為深層地下水的來源，是地表上有證據(jù)表明雨水循環(huán)到兩公里甚至更深處的地方之一。新研究將地表下兩到十公里的咸水預(yù)估量增加了一倍，這些咸水可以儲(chǔ)存廢液，封存碳，或有助于尋找地外生命。

大約2400萬立方公里(5.8立方英里)的地下水存在于地殼頂部兩公里(1.2英里)的范圍內(nèi)。這些淺層地下水是我們用來飲用和灌溉的，而且大部分是淡水。但是在這之下是巨大的鹽水庫，其中一些有數(shù)億至十多億年的歷史，被鎖在巖石中。問題是。那里有多少?

一項(xiàng)新研究估計(jì)有大約2000萬立方公里的深層地下水，或足以填滿大約4800個(gè)大峽谷。結(jié)合以前對較淺的地下水的估計(jì)，新研究發(fā)現(xiàn)地下水是陸地上最大的水庫，其規(guī)模為4400萬立方公里，超過了地球上的冰蓋的體積。

薩斯喀徹溫大學(xué)的水文地質(zhì)學(xué)家Grant Ferguson說，他是發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上的這項(xiàng)新研究的主要作者。

雖然這種深層地下水不能用于飲用或灌溉，但準(zhǔn)確估計(jì)深層地下水的水量和連通性對于安全規(guī)劃其他地下活動(dòng)是必要的，如制氫、核廢料儲(chǔ)存和碳封存。潛在的儲(chǔ)存地點(diǎn)需要足夠大，并與地表含水層隔離，以避免污染可用的淺層地下水。

由于這些深層水庫可以與淺層含水層斷開，在一些地方，鹽水已經(jīng)被困于地質(zhì)學(xué)上的時(shí)間跨度。除了提供對地球表面過去條件的洞察力，這些古老的水也可能支持今天仍然活躍的微生物生態(tài)系統(tǒng)。這樣的深層次表層生物群落為探索太陽系其他地方的潛在宜居區(qū)的任務(wù)規(guī)劃提供了參考。

科學(xué)家們可以通過計(jì)算不同的巖石類型(具有不同的孔隙率)可以容納多少水來估計(jì)深層地下水的數(shù)量。以前對2至10公里的深層地下水的估計(jì)只集中在孔隙率低的結(jié)晶巖上，如花崗巖。新研究增加了來自埋藏的沉積巖的體積，這些巖石比結(jié)晶巖的孔隙率更高，他們估計(jì)約為800萬立方公里。這大約是貝加爾湖體積的339倍。

由于這些地下水大部分都很深，而且往往在滲透率很低的巖石中，水不能輕易地循環(huán)或流向地表，很大程度上切斷了它與地球水文循環(huán)的聯(lián)系。咸水的密度可能比海水大25%左右，這使得它很難"沖出"系統(tǒng)。但是，高海拔靠近低海拔的地區(qū)會(huì)有壓力差，讓淺水流向更深的地方，就像在水塔中儲(chǔ)存水所產(chǎn)生的水壓。可能循環(huán)深于2公里的地表水只在北美的幾個(gè)地方被記錄下來，最深的循環(huán)在懷俄明州西北部和阿爾伯塔州南部的洛基山脈附近。

雖然規(guī)模龐大，但這種深層地下水不會(huì)解決世界上的水短缺問題。根據(jù)該研究的作者，依靠淡化這些鹽水并將其作為飲用水或灌溉用水的來源是不可行的。

加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的水文學(xué)家Scott Jasechko說：“我們在地球上仍有這種珍貴而有限的地下水，我們需要加以保護(hù)。”他沒有參與這項(xiàng)新研究。

生命找到一種方式

深層地下水對于儲(chǔ)存石油和天然氣生產(chǎn)的廢液以及碳封存非常重要。通過更好地量化這些深層水庫有多大，以及它們與較淺的地下水有多大的聯(lián)系，科學(xué)家們可以確定哪些是最安全的，可用于長期地下儲(chǔ)存。

這些新發(fā)現(xiàn)還可以幫助尋找地外生命，讓科學(xué)家研究類似于其他星球上可能存在的微生物群落的環(huán)境。微生物生命可以在各種復(fù)雜的環(huán)境中生存，從極度的酸性條件到高溫，在地殼深處也不例外：科學(xué)家已經(jīng)在深達(dá)3.6公里(2.2英里)的大陸地殼中發(fā)現(xiàn)了微生物。

對于沒有參與這項(xiàng)研究的特拉華大學(xué)的微生物學(xué)家Jennifer Biddle來說，將深層地下水的估計(jì)值增加一倍意味著神秘的深層微生物生物圈的潛在規(guī)模也增加一倍。

Biddle說：“如果你有液態(tài)水，很有可能那里有微生物。地表下的生物基本上是靠水和巖石而不是水和陽光生存。在這些微生物系統(tǒng)中，它們能夠依靠(化學(xué)品)生存。只要周圍有它們能夠以產(chǎn)生能量的方式組合在一起的化學(xué)品，微生物就能夠利用這些化學(xué)品來生活。”

這種靈活性意味著火星微生物可能隱藏在這顆紅色星球自己的深層地殼地下水中，如果那里有的話。

Biddle表示：“如果火星上有深層地下水，那么完全可行的是，如果火星在過去有生物居住，那么深層地下水有可能有殘留的微生物，這與地球上的古水不一樣。因此，深層地下水棲息地可能是其他行星體，如火星或土衛(wèi)二Enceladus，那里肯定有深層水的偉大類似物。”