Обнаружен «скрытый» источник питания Великого Каньона в США

Недавно американские исследователи обнаружили в пределах Великого Каньона (Grand Canyon) обширную сеть ранее неизвестных пещер и подробно изучили подземную гидрологическую систему, обеспечивающую водой весь национальный парк. Им удалось проследить путь талой воды от поверхности до подземных источников. Это открытие позволило лучше понять устройство одного из самых известных природных объектов мира и поможет эффективнее защищать его от последствий засух и загрязнения. До сих пор данный процесс оставался практически неизученным.

Каждый год миллионы посетителей парка пользуются водой из местных питьевых станций, не подозревая, что её главным источником, как и источником жизни для местных растений и животных, является Роуринг-Спрингс — природный родник, скрытый глубоко в скалах Аризоны. По мере того как климат региона становится жарче и суше, ученым было важно выяснить, каким образом талая вода проходит через многокилометровые толщи горных пород и достигает этого жизненно важного источника. Итоги исследования опубликованы в журнале «Scientific Reports».

Для решения этой задачи группа специалистов из Университета Северной Аризоны под руководством доцента Темуулена Санки и докторанта Блейза Ла Салы организовала сложную экспедицию. В течение 45 дней исследователи и добровольцы обследовали труднодоступные пещеры, закрытые для посещения. С тяжелым научным оборудованием они преодолевали отвесные скалы, спускались по верёвкам и передвигались через затопленные подземные участки.

В ходе работы ученые впервые создали подробные трехмерные модели более 10 километров подземных тоннелей. Для этого применялись мобильные лазерные сканеры — лидары. Высокоточные 3D-карты позволили выявить систему трещин, пустот и разломов в известняковых породах, по которым под землей перемещается вода.

Исследование показало, что водоснабжение Гранд-Каньона связано с карстовой системой — особым типом рельефа, возникающим в результате постепенного растворения пород водой. Из-за большого количества полостей и каналов ученые сравнивают её со швейцарским сыром. Талая вода с плато Кайбаб проникает в поверхностные воронки и быстро движется по сложной сети подземных проходов.

Подтвердить это помогли гидрологические эксперименты под руководством профессора Эйба Спрингера. Исследователи вводили безопасный яркий краситель в карстовые воронки на поверхности и отслеживали его перемещение. Результаты показали, что вода проходит около 20 километров по подземным каналам и достигает источника Роуринг-Спрингс примерно за одну неделю.

Однако такая скорость имеет и обратную сторону. Естественные подземные каналы практически не очищают воду, поэтому загрязняющие вещества с поверхности — например, продукты лесных пожаров или болезнетворные микроорганизмы — могут быстро попасть в систему водоснабжения каньона. Благодаря новому исследованию руководство парка сможет быстрее выявлять источники загрязнений и принимать меры по защите водных ресурсов. Значение открытия выходит далеко за пределы исследуемого региона: сегодня более миллиарда человек в разных странах мира получают воду именно из карстовых источников. Поэтому очень важно знать всевозможные тонкости функционирования таких форм рельефа.