Da dove viene l'acqua nel Grand Canyon?

Conosciamo tutti il ​​fiume Colorado, ma non è la risorsa idrica più misteriosa del Grand Canyon; sappiamo che si muove a una velocità di circa 12, 000 piedi cubi al secondo mentre viaggia dalle Montagne Rocciose al Golfo della California. Ma primavere ruggenti, L'unica fonte d'acqua del Parco Nazionale del Grand Canyon, è un mistero più grande:una ricercatrice della NAU, Natalie Jones, spera di avere una mano nella risoluzione.

Jones, un tecnico di ricerca NAU e uno studente laureato ingaggiato dal programma di scienze fisiche del Grand Canyon, ha chiesto da dove viene l'acqua a Roaring Springs nella ricerca che ha fatto con il professore della Scuola della Terra e della Sostenibilità Abe Springer. Si basa su ricerche precedenti per entrambi. Hanno pubblicato i loro risultati a novembre in Giornale di idrogeologia , con Jones come autore principale e in collaborazione con i ricercatori del Grand Canyon National Park, Nez Perce-Clearwater National Forests e il Kentucky Geological Survey presso l'Università del Kentucky.

Così, da dove viene l'acqua? È complicato. Ma questa ricerca aiuta a individuare la regione che alimenta le sorgenti e, importante, il rischio di contaminazione in quella regione. I ricercatori fanno un passo avanti verso la comprensione di come proteggere questa risorsa vitale.

Jones e i suoi coautori hanno deciso di indagare su come creare un modo migliore per modellare la vulnerabilità delle falde acquifere carsiche nel Grand Canyon. Avere un modello che predice in modo più accurato le diverse variabili nella geologia e nel comportamento dell'acqua nel parco andrà a beneficio dei futuri ricercatori e gestori delle risorse idriche in quanto considerano le singole aree di ricarica e il modo migliore per proteggerle.

Cos'è il carso e perché è importante?

Sapevi che l'acqua a volte può dissolvere la roccia? Il carso è un tipo di caratteristica rocciosa come una grotta o una dolina che si forma in rocce solubili. Il Carso crea percorsi in grado di trasportare rapidamente l'acqua dalla superficie terrestre direttamente alle falde acquifere sotterranee. I paesaggi carsici coprono circa il 16% della superficie terrestre della Terra, compresa la maggior parte dell'altopiano del Colorado intorno a Flagstaff e il Grand Canyon. È un'importante caratteristica geologica di cui la maggior parte di noi non ha mai sentito parlare.

falde acquifere carsiche, che hanno una rete di grotte e condotti simili a tubi, rifornire direttamente fino al 25% della popolazione mondiale di acqua potabile, l'agricoltura e altre esigenze e sono particolarmente vulnerabili alla contaminazione. Due tali falde acquifere, le falde acquifere Redwall e Coconino, fornire acqua a Roaring Springs e molte altre sorgenti del Grand Canyon. Le due falde acquifere sono impilate una sopra l'altra. Sebbene esistano molti tipi di modelli di vulnerabilità, la maggior parte ignora la complicazione dei sistemi acquiferi carsici stratificati; questo si traduce in una semplificazione eccessiva, modellazione meno accurata.

"I modelli di vulnerabilità identificano le regioni ad alta, vulnerabilità moderata e bassa sulla superficie terrestre, che si riferisce direttamente a quanto rapidamente ed efficacemente l'acqua o i contaminanti affonderebbero ed entrerebbero nella falda acquifera, " Jones ha detto. "Tuttavia, I metodi di modellazione della vulnerabilità esistenti e ben considerati per le falde acquifere carsiche non hanno prodotto risultati realistici per la nostra regione".

Come funziona la modellazione?

Jones ha modificato il noto metodo di concentrazione-sovraccarico-precipitazione (COP). Questo metodo è efficace, dicono i ricercatori, ma semplifica eccessivamente alcuni dettagli, che limita il modello. Ha presentato due nuovi modelli che affrontano meglio i fattori che aiutano gli scienziati a prevedere la vulnerabilità.

Le modifiche tengono conto in modo più accurato dei modelli di ricarica nella regione del Grand Canyon, che ha molte caratteristiche carsiche e un profondo, complesso sistema acquifero. Jones e il team di ricerca hanno automatizzato un processo per identificare le foibe dai dati topografici ad alta risoluzione, convertito quei dati in densità di sinkhole, e combinato quei dati con una mappa delle posizioni dei guasti nella regione. Jones ha quindi incorporato queste caratteristiche nel modello esistente utilizzando un sistema di informazione geografica per produrre il modello di vulnerabilità finale.

Significava un trattamento significativo dei dati, ma il risultato è stato un modello che ha prodotto una maggiore risoluzione delle regioni di vulnerabilità e si è adattato bene alle precedenti analisi del percorso del flusso delle acque sotterranee. Oltre a creare un modello migliore su cui costruire la ricerca futura, Jones ha trovato modelli simili di vulnerabilità tra le due falde acquifere carsiche nella regione del Grand Canyon, nonostante siano separati da più di 600 metri di roccia impermeabile.

Jones ha anche appreso che circa un quinto dell'altopiano di Kaibab ha un'elevata vulnerabilità alla contaminazione della falda acquifera di Redwall-Muav, che è circa 1, 000 metri di profondità, e quasi la metà della superficie dell'altopiano (45,6%) ha una vulnerabilità da alta a molto alta per la falda acquifera di Coconino, che è molto più vicino alla superficie.

Cosa significa questo per me?

Se ti sei fermato a riempire la tua bottiglia d'acqua mentre fai un'escursione nel Grand Canyon o ammiri i panorami sul bordo del canyon, questo è importante per te. Poiché le Roaring Springs sono l'unica fonte d'acqua del parco, la sua qualità ha un valore significativo. Questa ricerca fornisce migliori informazioni ai gestori dell'acqua per proteggere le risorse idriche del Grand Canyon, comprese le insenature sul lato nord, che i ricercatori pensano siano ricaricati dal Kaibab Plateau.

"Queste sorgenti e ruscelli supportano diversi ecosistemi, e molti escursionisti e animali selvatici si affidano a loro per sopravvivere, "Ha detto Jones. "Questa ricerca aiuta a restringere la provenienza di queste fonti d'acqua e potrebbe aiutarci a proteggerle meglio in futuro".