亞利桑那大學的研究人員表明，人類活動透過改變流體運動和影響微生物生態系統，對地球深層地下產生了重大影響，這突顯出有必要對這些深層環境進行負責任的管理和進一步研究，以幫助減緩氣候變化。

溫室氣體排放和森林砍伐等人類活動對地球表面的影響有據可查。最近，亞利桑那大學的水文研究人員探索了人類對地球表面以下數百公尺到數公里深層地下的影響。

亞利桑那大學水文與大氣科學系教授、《地球的未來》（Earth’s Future）雜誌上一篇​​論文的資深作者詹妮弗-麥金托什（Jennifer McIntosh）說：”我們研究了石油和天然氣的流體生產率與水的自然背景循環的比較，結果顯示人類如何對地下流體的循環產生了巨大影響。

這項研究的主要作者、亞利桑那大學水文與大氣科學系兼任教授、薩斯喀徹溫大學環境與永續發展學院教授格蘭特-弗格森（Grant Ferguson）說：「對大多數人來說，深層地下是看不見、摸不著的，我們認為有必要為這些擬議的活動提供一些背景資料，尤其是當涉及到我們對環境的影響時。

研究報告稱，預計未來，這些由人類引起的流體通量將隨著人們提出的氣候變遷解決方案而增加。這些策略包括：地質碳封存，即在地下多孔岩石中捕獲並儲存大氣中的二氧化碳；地熱能源生產，即透過高溫岩石循環水發電；以及從地下富含礦物質的鹽水中提取鋰，為電動車提供動力。這項研究是與加拿大薩斯喀徹溫大學、哈佛大學、西北大學、韓國地球科學和礦產資源研究所以及瑞典林奈大學的研究人員合作完成的。

這項研究的共同作者、亞利桑那大學地球科學系教授彼得-萊納斯（Peter Reiners）說：”負責任地管理地下水是實現綠色轉型、可持續未來以及將升溫控制在幾度以下的希望所在。 “

麥金托什說，在石油和天然氣生產過程中，總會有一定量的水來自地下深處，通常是鹽水。這些地下水通常已有數百萬年的歷史，其鹽度或來自古代海水的蒸發，或來自與岩石和礦物質的反應。為了更有效地採油，會在鹽水中加入更多來自近地表的水，以彌補去除的石油量，並保持儲油層的壓力。然後，混合鹽水被重新註入地下。這就形成了一個生產流體並將其重新註入深層地下的循環。

同樣的過程也發生在鋰提取、地熱能源生產和地質碳封存中，這些操作都涉及將地下殘留的鹽水重新註入。研究表明，這些石油和天然氣活動的流體注入率或補給率高於自然發生的情況。

研究小組利用各種來源的現有數據，包括與石油和天然氣開採以及地熱能源注水有關的流體運動測量數據，發現目前由人類活動引起的流體運動速率高於人類幹預之前的流體運動速率。

隨著碳捕集與封存和鋰提取等人類活動的增加，研究人員也預測了這些活動可能會如何被記錄在地質記錄中，地質記錄是組成地殼的岩石中記錄的地球歷史。

人類活動不僅有可能改變深層地下流體，還可能改變生活在地下的微生物。隨著流體的流動，微生物環境可能會因水化學變化或將新的微生物群落從地球表面帶到地下而改變。

例如，使用水力壓裂技術（一種用加壓液體破碎地下岩石以開採石油和天然氣的技術），以前沒有任何可檢測到的微生物數量的深層岩層可能會突然出現大量微生物活動。

麥金托什說，關於地球深層地下及其如何受到人類活動的影響，還有很多未知數，繼續研究這些問題非常重要。我們需要利用地下深層作為氣候危機解決方案的一部分。 “然而，我們對火星表面的了解要多於對我們腳下深處的水、岩石和生命的了解。

編譯自/ scitechdaily