Уровень воды в Большом Солёном озере продолжает падать, и на его юго-восточном берегу учёные из Университета Юты обнаружили ещё одно странное явление. На высыхающем участке озера появились холмы, поросшие тростником. После нескольких лет исследований геофизики из Университета Юты, установив сеть пьезометров и проведя аэроэлектромагнитные съёмки, выяснили, что происходит под дном озера, где формируются эти заросли тростника.
Профессор Билл Джонсон из Департамента геологии и геофизики предполагает, что круглые холмы образовались в местах, где подземная система водоснабжения доставляет пресную подземную воду под давлением в озеро и его окружающие водно-болотные угодья.
«Вода в озере провела значительное время под землёй, прежде чем достигла его. Но где это произошло, мы не знаем», — сказал Джонсон во время недавнего посещения одного из холмов, исследовательского участка, известного как Круглое пятно 9.
Джонсон и аспирант Эбенезер Адомако-Менса были заняты проверкой пьезометров, которые они установили там в прошлом году для регистрации давления подземной воды на различных глубинах и в разных местах вокруг острова.
В феврале 2025 года Джонсон нанял канадскую фирму Expert Geophysics для проведения аэроэлектромагнитных съёмок над заливом Фармингтон с помощью кругового устройства, подвешенного под вертолётом. Пилот пролетел над заливом по сетке, собирая данные, которые помогут обнаружить месторождения пресной воды, скрывающиеся под дном озера.
Оборудование генерирует ток в петле, который передаёт частоту глубоко в дно озера. Приёмник, подвешенный в шаре в центре петли, записывает электромагнитные сигналы, отражающиеся обратно.
«Это даст вам спектр магнитных полей, и мы будем использовать эти данные для создания трёхмерного изображения того, что находится под землёй», — сказал Джефф Сэндерсон, руководитель группы Expert Geophysics.
Поскольку уровень воды в озере остаётся низким, дно озера всё чаще будет служить источником переносимой ветром пыли, которая влияет на населённые пункты штата Юта. Текущие исследования учёных из Университета Юты показывают, что нарушенные корки дна озера, удерживающие отложения на месте, могут быть восстановлены, когда они окажутся под водой.
Одна из целей исследований Джонсона — определить, можно ли использовать подземные воды для восстановления разрушенных корк дна озера, тем самым снизив загрязнение пылью.
«Похоже, что это из водного ресурса, который может быть полезен в будущем, но нам нужно его понять и не эксплуатировать чрезмерно во вред водно-болотным угодьям», — сказал Джонсон, который работал в составе оперативной группы по Великому Солёному озеру, партнёрстве между университетом и штатом, исследуя способы обратить вспять упадок озера.
Вооружившись новыми данными, Джонсон получил финансирование для исследования и характеристики этого подземного водного ресурса. Исследовательская группа, в которую входят другие старшие преподаватели кафедры геологии, включая Кипа Соломона, Майка Торна и Михаила Жданова, стремится выяснить широту и глубину пресной воды под озером.
Лаборатория Соломона использует изотопный анализ, чтобы определить возраст подземных вод и их уровень подпитки, то есть место их происхождения в горах. Торн строит наземные профили удельного сопротивления. А Жданов и Майкл Йоргенсен обрабатывают электромагнитные данные, собранные в ходе аэрогеофизических съёмок, чтобы создать трёхмерное изображение подземного пространства под озером.
«Мы надеемся нанести на карту границу между пресной и солёной водой и найти местонахождение пресноводных источников, которые сбрасывают подземные воды в озеро», — сказал Соломон, который представляет предварительные результаты на конференции 2025 Goldschmidt в Чехии.
Для Джонсона загадка подземных вод началась несколько лет назад, когда он летел на воздушной лодке к Северному рукаву Большого Солёного озера и заметил нечто странное. Вода и газ бурлили на поверхности в круге, примерно в два раза превышающем размер воздушной лодки, что указывало на то, что подземные воды устремляются под давлением в озеро в этом месте.
Джонсон опустил 30-футовый глубиномер в водоворот, но тот не достиг дна мелководного озера.
«Я всегда задавался вопросом, что это такое, потому что казалось, что подземные воды поступают в систему с огромной скоростью», — сказал он. Позже он и другие заметили холмы на изображениях плейя Фармингтон-Бэй в Google Earth.
Ранее считалось, что прямой сброс подземных вод составляет всего 3% водного баланса озера, но недавно собранные данные с использованием методов химического баланса масс показывают, что он может составлять до 12%, и появляются новые идеи.
Команда Джонсона обнаружила, что пресная вода на глубине есть в нескольких местах далеко от берега. «Мы не ожидали этого. Мы ожидали, что пресная вода будет поступать в систему на периферии, подальше от озера, — сказал он, — а она вот она, вся под насыпью в Фармингтон-Бэй».
Команда Джонсона обнаружила пресную воду почти везде, где они искали в плотных отложениях на глубине 30 футов под поверхностью. Новые геофизические данные показывают, что эти отложения достигают глубины до 10 000 футов.
«Мы не знаем, будет ли это пресная вода на такой глубине, но она определённо будет пресной на большом расстоянии, и она может быть пресной на всём протяжении», — сказал Джонсон.
«Последнее, что я хочу сделать, — это раскрутить это как водный ресурс, но это очень ясно, и он находится под давлением. И, на мой взгляд, это может помочь смягчить любое образование пыли на обнажившейся поверхности».
Исследования Джонсона сосредоточены на одном из по меньшей мере 18 холмов, обнаруженных у юго-восточного берега озера, большинство из которых заросло густыми зарослями тростника, засоряющего берег озера.
На Круглом пятне 9 в заливе Фармингтон команда Джонсона установила три комплекта по четыре пьезометра на разном расстоянии от края острова диаметром 250 футов. Четыре прибора размещены на разной глубине: 7, 11, 30 и 60 футов, и соединены с поверхностью через белые трубы из ПВХ.
В сопровождении аспирантов, таких как Адомако-Менса, Джонсон регулярно посещал это место в этом году на горном велосипеде или воздушной лодке, чтобы восстановить данные, которые уже рассказывают интересную историю.
Приповерхностная вода является самой чистой, измеренной в центре холма, и становится всё более солёной по мере приближения к краю, в то время как глубокая вода остаётся пресной во всех местах. Другими словами, подземные воды не достигают поверхности на периферии острова, а в основном в центре. Почему?
«Эти данные показывают, что пресная вода в центре находится под давлением, чем глубже вы погружаетесь; чем больше у неё гидравлического напора. Она действительно хочет подняться», — сказал Джонсон. «И это верно и для периметра, но пресная вода там на глубине. Она не поднимается, потому что она ограничена».
Джонсон считает, что сотни таких оазисов, питаемых подземными водами, разбросаны по обнажившейся поверхности Большого Солёного озера, что указывает на наличие обширного подземного резервуара, связанного с поверхностью системой водоснабжения, которая только сейчас становится объектом пристального изучения, отчасти благодаря упадку озера.
С помощью своих коллег геолог надеется выяснить, откуда взялась вода, когда она выпала в виде снега и, что наиболее важно, сколько её там.
«Последнее, что мы хотели сделать, — это охарактеризовать это как водный ресурс, который мы должны использовать, — сказал он. — Это гораздо более хрупкое, чем кажется, и нам нужно лучше это понять».
Предоставлено Университетом Юты.