Bij terugkomst van een duik in de oceaan, soms lijkt het alsof je handdoek is verschoven. Natuurlijk, het is gewoon dat de waterlijn is verschoven.

De natuurlijke opkomst en ondergang van de oceaan op het strand is een uitstekende demonstratie van de zwaartekracht die wordt uitgeoefend door de zon en de maan. Hoewel de getijdenkracht klein is, het is sterk genoeg om regelmatig aan de oceaan te trekken, een enorme hoeveelheid water laten stijgen en dalen.

Wat je misschien niet weet, is dat de getijdenkrachten van de zon en de maan ook van invloed zijn op de lucht die we inademen en de vaste grond waarop we staan. Deze effecten worden atmosferische en aardse getijden genoemd.

Hoewel we de aardse en atmosferische getijden niet opmerken, ze tasten zowel het land aan als 's werelds grootste zoetwaterbron die zich onder onze voeten bevindt:het grondwater. Dit neemt de poriën in beslag die aanwezig zijn in geologische materialen zoals zand of aarde, net als water in een keukenspons.

We hebben een methode ontwikkeld die getijdeninvloeden incorporeert om onze kostbare grondwatervoorraden te monitoren zonder dat er gepompt hoeft te worden, boren of boren.

Water onder onze voeten

Geschat wordt dat grondwater 99% van het bruikbare zoete water op aarde uitmaakt. Als al het grondwater van de aarde zou worden onttrokken en verzameld over het landoppervlak van de wereld, het zou voldoende zijn om een ​​meer van 180 meter diep te creëren.

Hoewel dit klinkt als veel water, het is belangrijk om te onthouden dat niet al het grondwater beschikbaar is voor gebruik. In feite, grondwater wordt momenteel op wereldschaal ontgonnen, vooral in de drogere delen van de wereld, waar grondwater ten grondslag ligt aan menselijke activiteiten in tijden van droogte.

Grondwateronttrekking kan leiden tot een neerwaartse verschuiving van het landoppervlak (zogenaamde "bodemdaling"), vooral als grondwater wordt verwijderd uit ondergrondse zones die zachte klei bevatten. Dit is een groot wereldwijd probleem, vooral in kustgebieden, door verstedelijking en de daarmee samenhangende vraag naar water.

Alternatief, een lange natte periode met overmatige regenval kan het grondwater doen stijgen en overstromingen veroorzaken.

Effect van getijden op grondwater

Dieper grondwater begraven onder lagen van verschillende soorten sedimenten staat onder grote druk (in grondwaterterminologie wordt dit "begrensd" genoemd). De zwaartekrachtsverandering van aardse getijden perst het sediment, en verandert daardoor de druk van het water in de poriën.

De atmosferische getijden dragen bij aan het gewicht dat op het grondwater rust en veroorzaken een verandering in stress die resulteert in een neerwaartse druk.

Grondwater op die diepte reageert op deze spanningsveranderingen, die kunnen worden gemeten als kleine schommelingen in het waterpeil in een grondwaterboorgat.

We hebben een nieuwe benadering ontwikkeld die gebruik maakt van deze getijdeninvloeden om belangrijke ondergrondse eigenschappen te berekenen. Bijvoorbeeld, dit kan voorspellen hoe de druk wordt verlaagd bij het oppompen van grondwater, en hoeveel het landoppervlak zou zinken als gevolg van krimpend ondergrondmateriaal (net als het uitknijpen van een keukenspons).

De methode maakt in feite een nauwkeurige berekening mogelijk van de samendrukbare ondergrondse eigenschappen van de grondwaterrespons op aarde en atmosferische getijden.

Deze ontwikkeling is belangrijk omdat het analyses van een ondergronds waterreservoir (een aquifer genoemd) mogelijk maakt zonder door de mens veroorzaakte spanningen, zoals pompen of het nemen van fysieke monsters van het materiaal door middel van boren of kernboren naast het construeren van een boorgat.

Het enige dat nodig is voor deze analyse is een periode van ongeveer 16 dagen van continue metingen van grondwaterstanden en atmosferische druk met tussenpozen van een uur.

Grondwaterstanden worden routinematig geregistreerd als onderdeel van watermonitoringprogramma's over de hele wereld en in Australië, zoals gefinancierd door de NCRIS-regeling voor grondwater van de federale overheid. Atmosferische druk is een standaardparameter die wordt gemeten door weerstations, zoals beheerd door het Bureau of Meteorology.

De effecten van getijdenkrachten op het grondwater zijn voor ons misschien minder duidelijk dan hun effecten op de oceaan, maar ze zijn net zo belangrijk. Onze nieuwe methode om de invloed van getijden op grondwater te begrijpen, vermindert aanzienlijk de inspanning om de reactie op grondwaterpompen en het potentieel voor bodemdaling te voorspellen.

Deze techniek kan passief gebruik maken van bestaande boorgaten en zou kunnen worden toegepast op het wereldwijde archief van grondwaterstanden om in de toekomst te informeren over een meer duurzame ontwikkeling van grondwaterbronnen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.