研究人員在俄勒岡州的喀斯喀特山脈發現了一個地下含水層，其面積比以前想像的要大得多，是米德湖的三倍。這一巨大的水儲備具有資源管理和火山活動洞察的潛力，水主要由積雪補充，而積雪很容易受到氣候變遷的影響。

俄勒岡州的喀斯喀特山脈（Cascade Range）山中可能沒有黃金，但卻蘊藏著豐富的另一種珍貴資源：水。

來自俄勒岡大學的研究人員及其合作者繪製了俄勒岡州喀斯喀特山脈中部峰頂火山岩下的巨大地下水儲量圖。 他們發現的含水層比以前想像的要大得多，至少有81 立方公里（21 兆加侖）的儲水量。

從這個角度來看，這個地下蓄水層的儲水量幾乎是米德湖最大容量的三倍，米德湖是科羅拉多河上的一個枯竭水庫，為加利福尼亞州、亞利桑那州和內華達州供水。 它的容積也是太浩湖的一半以上。

這項發現對該地區的水資源管理和政策有重要影響，氣候變遷的影響–積雪減少、長期乾旱和供水壓力增大–使得永續的資源規劃比以往任何時候都更加重要。

這也影響了我們對該地區火山災害的理解。 岩漿與大量水的相互作用通常會導致爆炸性噴發，將火山灰和氣體噴向空中，而不是噴發出流動較慢的熔岩流。

俄勒岡州立大學地球科學家萊夫-卡爾斯特倫（Leif Karlstrom）說：”這是一個儲存在山頂岩石中的大陸大小的湖泊，就像一個大水塔。哥倫比亞峽谷以北和沙斯塔山附近也有類似的大型火山含水層，這很可能使喀斯喀特山脈成為世界上最大的含水層。

研究小組在今天（1月13日）發表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中報告了這項發現。

大多數俄勒岡人都依賴源自喀斯喀特山脈的水源。 例如，供應尤金大部分飲用水的麥肯錫河就發源於高山上的清泉湖。 但這地下含水層規模的發現卻令人大吃一驚。

研究報告的合著者、森林管理局的地質學家戈登-格蘭特（Gordon Grant）說：”我們最初的目的是更好地了解卡斯卡特地貌隨著時間的推移是如何演變的，以及水是如何在其中流動的。危害是如何連結在一起的。

西卡斯卡特山脈的特徵是陡峭的山坡和河流鑿出的深谷。 而高處的卡斯卡特山脈則較為平坦，湖泊和熔岩流等火山地形點綴其間。 卡斯卡特山脈是經過數百萬年的火山活動形成的，因此高處卡斯卡特山脈裸露的岩石比西部卡斯卡特山脈的岩石年輕得多。

因此，聖蒂亞姆山口附近的西喀斯喀特山脈和高喀斯喀特山脈之間的過渡地帶是了解火山如何塑造俄勒岡州地形的天然實驗室。

“我們工作的動力不僅在於這些地貌在地形上的不同。而是水流通過它們的方式確實不同，”Karlstrom 說。

為了更了解不同火山帶的水流情況，研究小組利用了20 世紀80 年代和90 年代開始的計畫。 過去，科學家曾深入地下鑽探，測量不同深度的溫度，以尋找與卡斯卡特山脈眾多溫泉有關的地熱能源。

通常情況下，岩石越深入地下溫度越高。 但向下滲透的水會破壞溫度梯度，使一千公尺深的岩石與地表岩石的溫度相同。

透過分析這些深鑽孔中溫度開始回升的位置，卡爾斯特倫和他的同事可以推斷地下水通過火山岩裂縫滲透的深度。 這樣，他們就能繪製出含水層的體積圖。

先前對喀斯喀特山脈可用水量的估算都是透過測量河流和溪流的排水量來估算泉水流量的。 卡爾斯特羅姆和他的同事們則深入研究–從字面上理解。 但是，由於這些鑽孔最初並不是為了繪製地下水圖而鑽的，它們並沒有涵蓋人們可能希望收集此類數據的每個區域。 因此，新估算的含水層面積只是下限，實際水量可能更大。

雖然含水層比以前認為的要大得多，這是一個令人鼓舞的消息，但卡爾斯特倫提醒說，它仍然是一種有限的資源，必須小心管理，並需要進一步研究。

他說：”那裡現在是一個巨大而活躍的地下水庫，但它的壽命和對變化的適應能力取決於是否有補給水。”

含水層主要靠積雪補充，而卡斯卡特山脈高地的積雪量預計在未來幾十年內將迅速減少。 預計更多的降水將以降雨的形式出現，這可能會影響向高卡斯卡特含水層補給的水量。 雖然地下蓄水層對每年的小幅波動有一定的適應能力，但如果連續多年降雨量偏低或沒有積雪，情況可能就不一樣了。

格蘭特說：”這個地區得到了一份地質禮物，但我們才剛開始了解它。如果我們沒有下雪，或者如果我們連續幾個糟糕的冬天都沒有降雨，那將意味著什麼？這些都是我們現在必須關注的關鍵問題。

編譯自/ scitechdaily