潮汐如何影響地下水

　　導語：潮汐是在月球和太陽引力作用下形成的海水周期性漲落現象，不過，潮汐不僅能影響位於地面的海洋，還能影響世界上最大的淡水資源－地下水。

　　關鍵詞：潮汐，地下水

　　當你在海洋裡遊完一個來回時，偶爾會發現你的毛巾好像被移動過。當然，這只是水位線發生了變化。

　　海灘上海洋的自然起伏是太陽和月亮產生引力的極好的證明。雖然潮汐力很小，但它足以造成大量海水上升或下降。

　　你可能不知道的是，太陽和月亮帶來的潮汐能也會影響我們呼吸的空氣和我們腳下堅實的地面。這些效應被稱為大氣潮汐和地球潮汐。

　　雖然我們不太能留意到地球和大氣潮汐，但它們確實影響到我們腳下的土地和世界上最大的淡水資源：地下水。就像廚房海綿裡的水一樣，地下水佔據了如沙子和土壤這類地質材料間的孔隙。

　　我們設計出了一種無需抽水，鑽孔或取巖芯,只需要結合潮汐影響來檢測我們珍貴的地下水資源的方法。

　　在我們腳下的水

　　據估計，地下水佔地球上可用淡水的99%。如果提取地球的全部地下水並匯集在世界陸地表面，它足以建造一個180米深的湖泊。

　　不過，雖然聽起來確實有很多水存在，但是要記住，不是所有的地下水都可以使用。事實上，地下水目前在全球範圍內開採，尤其是在乾旱地區，在乾旱時期地下水是人類活動的基礎。

　　地下水提取，尤其是從包含軟粘土的地下區域中提取地下水，可能會導致地表下降（稱為「沉降」）。由於城市化和相關的水需求，特別是在沿海地區，這是一個重大的全球性問題。

　　另外，長時間雨水過多也會導致地下水上升並引起洪水。

　　潮汐對地下水的影響

　　埋在不同類型沉積物下面的深層地下水受到巨大的壓力（地下水術語稱為「封閉含水層」）。地球潮汐擠壓沉積物，從而導致重力的變化進而改變了孔中水分的壓力。

　　大氣潮汐增加了位於地下水頂部的重量，導致壓力的變化，從而造成了向下的擠壓。

　　處於該層的地下水受壓力的變化而變化，這可以通過地下水孔隙內微小的水位變化來測量。

　　我們還設計了一種利用這些潮汐影響來計算重要的地下物質屬性的新方法。例如，可以預測當地下水被抽取時壓力會如何下降，以及地下物質的壓縮會導致地面下降多少（就像擠壓廚房海綿一樣）。

　　這種方法基本上可以準確計算出地下水受地球和大氣潮汐影響而導致的地表下巖石被壓縮的特性。

　　這一測量方法上的進步很重要，因為它將允許人們直接對地下水庫（即含水層）進行分析，而不需要採取抽水，通過鑽井來提取物質的實物樣本或者鑽孔取巖芯等人為施壓的手段。

　　這種分析需要連續16天每小時測量地下水位和大氣壓力。

　　在世界各地，地下水位常規記錄是水位監測項目的一部分，正如在澳大利亞，是由聯邦政府NCRIS(澳大利亞生物能源國家合作研究平臺建設戰略) 地下水計劃資助。大氣壓力則是氣象站測量的標準參數之一。

　　對我們來說，潮汐能對地下水的影響可能不如它們對海洋的影響那麼明顯。但它們同樣重要。我們了解潮汐對地下水影響的新方法，明顯減少了預測抽水或地面沉降可能產生影響的精力。

　　這種技術可以利用現有的鑽孔，並可以應用於全球的地下水位文檔，以便未來更多可持續的地下水資源開發。

　　(翻譯：蒲天寧  審校：海帶絲)

　　原文連結【科學美國人博客】：

　　https://theconversation.com/squeezed-by-gravity-how-tides-affect-the-groundwater-under-our-feet-74928