Недавно опубликованная карта высокого разрешения показывает, что материковая часть Соединенных Штатов содержит ошеломляющие 306 500 кубических километров подземных вод – что эквивалентно 13-кратному объему всех Великих озер вместе взятых. Это открытие, опубликованное исследователями из Принстонского университета, представляет собой наиболее точную оценку на сегодняшний день скрытых запасов пресной воды страны, ресурса, который намного более значителен, чем считалось ранее.
Масштаб Скрытой Воды
На протяжении десятилетий понимание запасов подземных вод затруднялось сложностью прямого измерения. В то время как поверхностные воды легко доступны для наблюдения, подземные водоносные горизонты остаются в значительной степени невидимыми. Новая карта использует более миллиона измерений, полученных с 1895 по 2023 год, а также спутниковые данные и машинное обучение, чтобы создать подробную картину на глубине до 392 метров (около 1286 футов).
Предыдущие оценки варьировались в широких пределах, от 159 000 до 570 000 кубических километров. Последняя оценка значительно сужает этот диапазон и обеспечивает разрешение в 10 000 раз выше, чем у более ранних методов. Эта разница не просто академическая; снижение разрешения карты искусственно занизило оценку на 18%, что демонстрирует важность точных данных.
Почему Это Имеет Значение: Подземные Воды как Стратегический Резерв
Это открытие подчеркивает критическую роль подземных вод в управлении водными ресурсами. Гидрологи часто сравнивают поверхностные воды с расчетным счетом – используемым для немедленных нужд – а подземные воды функционируют как сберегательный счет, накапливаясь со временем. Однако до сих пор нам не хватало точного понимания того, сколько именно находится на этом счету.
Последствия огромны. Подземные воды поддерживают сельское хозяйство, промышленность и городское водоснабжение, особенно в засушливых и полузасушливых регионах. Знание истинных масштабов этих запасов позволяет лучше планировать, особенно в условиях изменения климата, которое усиливает засухи и увеличивает спрос.
Как Была Создана Карта: Подход Машинного Обучения
Карта была создана путем объединения данных из скважин, спутниковых данных (включая миссию GRACE НАСА) и экологических факторов, таких как осадки и тип почвы. Исследовательская группа затем обучила модель машинного обучения для заполнения пробелов и экстраполяции из существующих данных.
Интересно, что встроенное в модель «предубеждение» – часто рассматриваемое как негативный фактор в машинном обучении – оказалось полезным. Алгоритм неявно учитывал добычу воды человеком, распознавая сигнал откачки и истощения подземных вод в исторических данных. Это означает, что карта показывает не только сколько воды существует, но и отражает как она используется.
Скрытые Связи Подземных Вод
Карта показывает, что примерно в 40% материковой части США уровень воды находится менее чем в 10 метрах ниже поверхности. Такая небольшая глубина способствует взаимодействию между подземными водами, растительностью и землей, подчеркивая взаимосвязь этих систем. Данные высокого разрешения также выделяют региональные различия в доступности подземных вод, информируя о более целенаправленных стратегиях управления.
«Подземные воды буквально везде и всегда», – говорит Лора Кондон, гидролог из Университета Аризоны. «В некоторых местах они находятся на глубине 300 метров, в других – на глубине 1 метра. Но где бы вы ни стояли, копайте вниз, и там где-то есть вода».
Новая карта подземных вод – это не только научное достижение; это практический инструмент для лиц, принимающих решения, фермеров и всех, кто заботится об устойчивом использовании воды. Исследование подчеркивает фундаментальную истину: подземные воды являются жизненно важным, но часто недооцениваемым ресурсом, и их управление требует точных данных и обоснованных стратегий.
