นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบน้ำสำรองใต้ดินของ Silicon Valley จากอวกาศ

การวิจัยชี้ให้เห็นถึงความสำเร็จของมาตรการอนุรักษ์เชิงรุก นอกจากนี้ยังช่วยวางรากฐานสำหรับการตรวจสอบปริมาณน้ำสำรองใต้ดินในแคลิฟอร์เนียและที่อื่นๆ ในโลกด้วยต้นทุนต่ำ คลังเก็บน้ำใต้ดินซึ่งอยู่ในชั้นหินที่มีรูพรุนเรียกว่าชั้นหินอุ้มน้ำ เป็นแหล่งน้ำดื่มที่สำคัญแหล่งหนึ่งของโลก พวกเขารักษาประชากรมนุษย์ในสถานที่ต่าง ๆ ตั้งแต่ซิลิคอนแวลลีย์ไปจนถึงปักกิ่ง องค์การการศึกษา วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติ ระบุว่า ผู้คนราว 2.5 พันล้านคนบนโลกอาศัยชั้นหินอุ้มน้ำ และแหล่งกักเก็บหลายแห่งกำลังหมดลงอย่างรวดเร็วเกินกว่าจะเติมใหม่ได้ Estelle Chaussard, PhD, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาในวิทยาลัยศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์ของ UB และผู้เขียนนำของงานวิจัยชิ้นใหม่กล่าวว่า การติดตามดูปริมาณสำรองที่มีค่าเหล่านี้มีราคาแพง "ในการตรวจสอบชั้นหินอุ้มน้ำ คุณต้องตรวจสอบระดับน้ำในบ่อให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้" เธอกล่าว “ดังนั้น ถ้าคุณมี 300 หลุมในพื้นที่ คุณต้องมีคนที่ไปที่นั่นตลอดเวลา หรืออุปกรณ์ในแต่ละหลุมที่คอยตรวจสอบอย่างถาวร ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงมาก "เราต้องการดูว่าเราสามารถใช้วิธีการสำรวจระยะไกลต้นทุนต่ำที่ไม่ต้องเฝ้าติดตามภาคพื้นดินเพื่อทำความเข้าใจว่าชั้นหินอุ้มน้ำของเราตอบสนองต่อสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงและกิจกรรมของมนุษย์อย่างไร" งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสารJournal of Geophysical Research เมื่อวัน ที่ 22 กันยายน ทีมงานประกอบด้วย Pietro Milillo และ Eric J. Fielding จากห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion ของ NASA; Roland Bürgmann จาก University of California, Berkeley; Daniele Perissin จาก Purdue University; และ Brett Baker จาก Santa Clara Valley Water District ชั้นน้ำแข็งของ Silicon Valley เริ่มดีดตัวขึ้นกลางฤดูแล้ง ในช่วงฤดูแล้งปี 2555-2558 เขตน้ำซานตาคลาราแวลลีย์ใช้มาตรการอนุรักษ์หลายอย่าง สิ่งเหล่านี้รวมถึงการจำกัดการใช้สปริงเกลอร์และการขอให้ลูกค้าอาบน้ำให้สั้นลง และเปลี่ยนสนามหญ้าและสระน้ำให้เป็นภูมิทัศน์ที่กระหายน้ำน้อยลง ทางอำเภอยังนำเข้าน้ำจากนอกภาค Chaussard กล่าวว่าการกระทำเหล่านี้อาจช่วยป้องกันความเสียหายที่ไม่อาจแก้ไขได้ให้กับชั้นน้ำแข็งของหุบเขา เธออธิบายว่าเมื่อระดับ น้ำใต้ดิน ลดต่ำเป็นประวัติการณ์ ดินเหนียวที่มีรูพรุนซึ่งเป็นแหล่งสำรองจะแห้งมากจนดินเหนียวไม่สามารถอุ้มน้ำได้อีกต่อไป การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในหุบเขาซานตาคลารา จากความพยายามในการจัดการน้ำอย่างเข้มข้น น้ำแข็งในหุบเขาซานตาคลาราจึงเริ่มฟื้นตัวในช่วงปลายปี 2014 ซึ่งเป็นช่วงที่ภัยแล้งยังคงรุนแรง การวิจัยพบว่า น้ำใต้ดินกลับสู่ระดับก่อนฤดูแล้งภายในปี 2560 Chaussard ตั้งข้อสังเกตว่านี่ไม่ได้หมายความว่าชั้นหินอุ้มน้ำไม่ต้องการการป้องกัน: การใช้ในเมือง เกษตรกรรม และการใช้งานอื่นๆ อาจทำให้แอ่งน้ำเหล่านี้เก็บภาษีได้มากเกินไปแม้ในช่วงเวลาที่มีฝนตกชุก และชั้นหินอุ้มน้ำหลายแห่งในแคลิฟอร์เนียไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างเพียงพอ ภัยแล้งเมื่อเร็ว ๆ นี้เพิ่มความตระหนักถึงความสำคัญของน้ำบาดาล โดยพระราชบัญญัติการจัดการน้ำบาดาลอย่างยั่งยืนปี 2014 กำหนดให้หน่วยงานท้องถิ่นและระดับภูมิภาคต้องจัดการทรัพยากรนี้อย่างยั่งยืนเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของรัฐหลังจากละเลยมานานหลายทศวรรษ Chaussard กล่าวว่าการติดตามด้วยดาวเทียมสามารถเป็นช่องทางในการตรวจสอบระดับน้ำใต้ดินทั่วแคลิฟอร์เนียในเวลาใกล้เคียงเรียลไทม์ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการป้องกันการใช้มากเกินไป วัดการเคลื่อนไหวเล็กๆ น้อยๆ ของพื้นผิวโลก ทีมของ Chaussard ใช้เทคนิคที่เรียกว่า InSAR หรือ Interferometric Synthetic Aperture Radar เพื่อจับภาพการเคลื่อนไหวขึ้นและลงเล็กน้อยของพื้นผิวโลกที่เกิดขึ้นเมื่อระดับน้ำสูงขึ้นหรือลดลงใต้ดิน "InSAR ช่วยให้เราสามารถวัดการเคลื่อนไหวเล็กๆ น้อยๆ ของพื้นผิวโลกในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้อย่างแม่นยำ" Chaussard กล่าว "นักวิทยาศาสตร์ใช้มันเพื่อวัดการเสียรูปของพื้นผิวที่เกี่ยวข้องกับภูเขาไฟและแผ่นดินไหว เราได้ขยายการใช้งานโดยนำไปใช้กับการติดตามน้ำใต้ดิน" เธอใช้ InSAR เป็นครั้งแรกเพื่อตรวจสอบชั้นหินอุ้มน้ำในปี 2014 และกล่าวว่าวิธีการนี้สามารถทำงานได้ทุกที่ในโลกที่มีข้อมูลดาวเทียม รวมถึงในประเทศกำลังพัฒนาที่มีทรัพยากรสำหรับการตรวจสอบน้อย เทคนิคนี้เป็นการปรับปรุงวิธีการแบบดั้งเดิม เนื่องจากช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำทั่วภูมิภาคขนาดใหญ่ด้วยความถี่สูง ข้อมูลในการศึกษาครั้งใหม่นี้มาจาก COSMO SkyMed ซึ่งเป็นกลุ่มดาวบริวารของอิตาลี 4 ดวงที่ให้ข้อมูลสำหรับชั้นหินอุ้มน้ำในหุบเขาซานตาคลาราทั้งหมดบ่อยเท่าๆ กันวันละครั้ง "ถ้าคุณเฝ้าติดตามบ่อน้ำ แม้ว่าคุณจะมีหลุมจำนวนมาก คุณก็จะไม่มีทางทราบข้อมูลทั้งหมดได้ครบถ้วนว่าเกิดอะไรขึ้น" Chaussard กล่าว "วิธีการของเราให้ภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นและช่วยเติมเต็มช่องว่าง"