Wetenschap
Om mijnbouw in droge gebieden verantwoord te laten zijn, moeten we de manier waarop we over water denken veranderen, zeggen onderzoekers
Een onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Massachusetts Amherst heeft, in samenwerking met de Universiteit van Alaska-Anchorage en Columbia University, de breedste hydrologische traceranalyse ooit uitgevoerd van de Droge Andes-regio in Chili, Argentinië en Bolivia, waar de meerderheid van de de lithiumafzettingen in de wereld en andere elementen, zoals koper, die van cruciaal belang zijn voor de transitie naar groene energie, weg van olie naar elektriciteit.
Maar de Droge Andes, net als andere extreem droge gebieden, zijn ook extreem gevoelig voor activiteiten, zoals mijnbouw, die de aanwezigheid, samenstelling en stroming van zowel oppervlakte- als ondergronds water kunnen verstoren.
Tot nu toe is er echter geen betrouwbaar en alomvattend inzicht geweest in hoe de hydrologische systemen in extreem dorre landschappen precies werken, wat betekent dat milieutoezichthouders niet over de informatie beschikken die ze nodig hebben om de mijnbouwindustrie en de transitie naar milieuvriendelijker beheer zo goed mogelijk te kunnen beheren. duurzame toekomst.
Het onderzoek verschijnt in PLOS Water .
"We hebben helemaal verkeerd over water nagedacht", zegt Brendan Moran, hoofdauteur van het artikel en postdoctoraal onderzoeksmedewerker in de geowetenschappen aan UMass Amherst. ‘We gaan er doorgaans van uit dat water water is en beheren al het water op dezelfde manier, maar ons onderzoek toont aan dat er in de Droge Andes eigenlijk twee heel verschillende delen van het waterbudget zijn, en dat deze heel verschillend reageren op veranderingen in het milieu en op menselijk gebruik. "
Water is vooral belangrijk voor lithium, het cruciale onderdeel van de krachtige batterijen in bijvoorbeeld elektrische en hybride auto's en fotovoltaïsche systemen. Lithium wordt niet vaak in vaste vorm aangetroffen en komt meestal voor in lagen vulkanische as, maar reageert snel met water. Wanneer regen of smeltende sneeuw door de aslagen beweegt, loogt lithium in het grondwater en beweegt bergafwaarts totdat het zich in een vlak bassin bezinkt waar het in oplossing blijft als een zilte mix van water en lithium.
Omdat deze pekel erg compact is, bezinkt deze vaak onder zoet oppervlaktewater, die bovenop de lithiumrijke vloeistof eronder drijft. Deze zoete en brakke lagunes en wetlands worden vaak toevluchtsoorden voor unieke en kwetsbare ecosystemen en iconische soorten zoals flamingo's, en ze zijn ook samengesteld uit verschillende soorten water. Dus hoe kun je soorten water van elkaar onderscheiden?
Moran en zijn co-auteurs, waaronder David Boutt, hoogleraar geowetenschappen aan UMass Amherst, en Lee Ann Munk, hoogleraar geologische wetenschappen aan de Universiteit van Alaska, hadden eerder een methode ontwikkeld om te bepalen hoe oud een bepaald watermonster is en om te traceren de interactie met het landschap door 3 te gebruiken H, of tritium, en de verhouding tussen de zuurstofisotoop 18 O en de waterstofisotoop 2 H. Tritium komt van nature voor in regenwater en vergaat in een voorspelbaar tempo.
"Hierdoor kunnen we de relatieve leeftijd van het water bepalen", zegt Moran. "Is het 'oud', zoals in:is het een eeuw of langer geleden gevallen, of is het 'hedendaags' water dat een paar weken tot jaren geleden is gevallen?"
De verhouding tussen 18 O en 2 Met H kon het team bovendien traceren hoeveel verdamping het water had ondergaan.
"De 18 O/ 2 De H-ratio is als een specifieke vingerafdruk, omdat verschillende waterbronnen (beken of meren) verschillende verhoudingen zullen hebben. Hierdoor weten we waar het water vandaan komt en hoe lang het zich aan de oppervlakte en uit de grond heeft bevonden", voegt Moran toe.
Voor dit nieuwe onderzoek werkten Moran en Boutt samen met belanghebbenden in de Droge Andes om bijna elke waterbron in de hele regio te bemonsteren – een ongekende prestatie, gezien hoe onherbergzaam en dun bevolkt de Droge Andes zijn – en om hun verschillende isotopen te meten. P>
Hierdoor ontdekten ze dat oude en jonge wateren niet echt met elkaar vermengen en zich heel anders gedragen.
"Het diepe, oude grondwater ondersteunt het hydrologische systeem in de hele droge Andes", zegt Boutt. ‘Slechts 20% tot 40% van het water is hedendaags oppervlaktewater, maar dat is het water dat het meest gevoelig is voor klimaatverandering, stormcycli en antropogene toepassingen zoals mijnbouw. Wetenschappers dachten vroeger dat oppervlaktewater het meest stabiele water was, omdat het Het wordt voortdurend aangevuld door afvloeiing, maar op extreem droge plaatsen zoals de Droge Andes is dat niet waar. En het probleem is dat dit nieuwe begrip van hoe water werkt nergens in enig managementsysteem is opgenomen."
De implicaties hiervan zijn onmiddellijk, en Moran zegt dat een van de belangrijkste is het beschermen van de verschillende leidingen – beken, rivieren, sijpelingen, enzovoort – waardoor vers, jong regenwater in de lagunes en wetlands stroomt die zo cruciaal zijn voor het milieu. Het betekent ook dat managers verschillende methoden moeten ontwikkelen voor het beheer van jonge en oude wateren; er bestaat geen one-size-fits-all aanpak die zal werken.
Misschien wel het allerbelangrijkste zegt Boutt:"Wat we zien in de Droge Andes is representatief voor de hydrologie in alle extreem droge gebieden, inclusief het Westen van de VS. Het is ook niet beperkt tot de lithiumwinning."
"Water in de dorre gebieden van de wereld werkt op dezelfde manier", voegt Moran toe, "en daarom moeten waterbeheerders over de hele wereld zich bewust zijn van de ouderdom en de bron van hun water en het juiste beleid implementeren om hun verschillende hydrologische cycli te beschermen." /P>