De laatste plaats waar de meeste mensen zoet grondwater zouden verwachten, is tientallen tot honderden kilometers uit de kust in de oceaan. Maar niet alleen is dat precies waar zoet water te vinden is, in de grond van het continentaal plat onder de oceaan, maar simulaties hebben aangetoond dat het een veelvoorkomend verschijnsel kan zijn in een reeks geologische systemen.

Deze offshore grondwaterbronnen zouden kunnen worden geëxploiteerd voor toepassingen zoals drinken, landbouw en oliewinning, maar nieuw onderzoek van Holly Michael en Xuan Yu van de Universiteit van Delaware, die als postdoctoraal onderzoeker aan de UD werkte, suggereert dat het aanboren van die hulpbronnen kan leiden tot nadelige onshore-effecten.

Het onderzoek is gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven en maakt deel uit van Michael's National Science Foundation CAREER Award.

Door simulaties en computermodellering, het onderzoek onderzoekt hoe het gebruik van zoetwaterbronnen op zee een bedreiging kan vormen voor onshore aquifersystemen, leiden tot een verminderde beschikbaarheid van grondwater aan land en tot wijdverbreide bodemdaling.

Kustgemeenschappen kunnen overwegen deze offshore-grondwaterbronnen te gebruiken naarmate de bevolking toeneemt en de beperkte zoetwaterbronnen worden aangetast door overmatig gebruik en vervuiling, maar een directer gebruik van het zoete en brakke grondwater voor de kust is om de oliewinning te verbeteren.

Water wordt gebruikt bij olieboringen door wat bekend staat als waterflooding, waarin water wordt geïnjecteerd om de druk in het oliereservoir te ondersteunen en om olie naar productiebronnen te verplaatsen.

Het zoutgehalte is een belangrijke factor die de hoeveelheid olie bepaalt die kan worden teruggewonnen uit een zone die is overstroomd door water en een techniek die bekend staat als wateroverstroming met een laag zoutgehalte - waarbij zoet water wordt gebruikt om deze offshore-oliebronnen te laten overstromen in plaats van het gemakkelijk beschikbare zoutwater - is aangetoond dat oliewinning met gemiddeld 14 procent verhogen.

Een van de problemen bij het gebruik van deze offshore zoetwaterbronnen voor wateroverlast met een laag zoutgehalte bij offshore olieproductie is dat de offshore zoetwaterbronnen zijn aangesloten op de zoetwaterbronnen op het land. Dat grondwater aan land vult de poriën van sediment en helpt het oppervlak waarop kustplaatsen zijn gebouwd, op te houden.

"Als je een stad bouwt op het landoppervlak, je voegt gewicht toe, en je voegt druk toe aan de watervoerende laag - de sedimenten en het ondergrondse water. Wanneer een gebouw wordt gebouwd, er worden geotechnische tests gedaan om er zeker van te zijn dat deze extra druk het landoppervlak niet doet zinken, " zei Michiel, de Unidel Fraser Russell Career Development Chair voor het milieu en een universitair hoofddocent bij de afdeling Geologische Wetenschappen. "De druk van het water in die poriën zorgt voor een opwaartse kracht en draagt ​​bij aan de stijfheid in het systeem."

Als dat water wordt weggepompt voor wateroverlast met een laag zoutgehalte, de druk wordt ondergronds veranderd en het kan het vermogen van de watervoerende laag om het gewicht van de stad te dragen verminderen.

Er is bodemdaling waargenomen in megasteden met de constante onttrekking van water onder de grond, met als voorbeelden Venetië, Italië en Tokio, Japan. Het oppompen van zoetwaterbronnen op zee voor overstromingen met een laag zoutgehalte kan hetzelfde effect hebben.

"Dit effect kan nauwelijks worden gesimuleerd wanneer een eenvoudige geologische structuur wordt aangenomen, " zei Yu, die nu universitair hoofddocent is aan de school voor civiele techniek aan de Sun Yat-sen University in China. "Onze modelresultaten suggereerden dat de omvang van bodemdaling in homogene en gelaagde geologie veel kleiner is dan de heterogene gevallen."

Naast bodemdaling, een ander mogelijk gevolg van het aanboren van deze offshore zoetwaterbronnen door oliemaatschappijen is dat de zoetwateraquifers op het land een verhoogde verzilting kunnen ondergaan, weer door de verbinding tussen het zoetwater op zee en het zoetwater op het land.

De vermindering van zoet grondwater aan land door overstromingen met een laag zoutgehalte kan ook gevolgen hebben voor kustbevolkingscentra, vooral op locaties waar oliereservoirs voor de kust van dichtbevolkte steden liggen, zoals die in Zuidoost-Azië en het Middellandse-Zeegebied.

Michael zei dat omdat wetenschappers zich nu pas realiseren dat dit zoetwater offshore bestaat, het doel van het document was om aan te tonen dat offshore pompen verwoestende effecten kunnen hebben op kustgemeenschappen, voordat de praktijk wijdverbreid wordt.

"Wat we in deze krant zeggen, is:'Wacht even, de steden aan de wal hebben er misschien geen idee van dat offshore-activiteiten hun hulpbronnen zouden kunnen aantasten, '" zei Michael. "Offshore oppompen van zoet grondwater kan bodemdaling op het land veroorzaken, die allerlei problemen kunnen veroorzaken, vooral in bevolkte gebieden. En dan zijn er nog de verse, grondwaterbronnen die worden opgebruikt en die in de toekomst mogelijk een hulpbron voor de mens kunnen zijn."