Fossiilvesi ehk paleovesi — iidne põhjavesi: määratlus ja uurimine
Fossiilvesi ehk paleovesi – iidne põhjavesi, mis võib maa all püsida miljoneid aastaid. Loe määratlust, vanuse hindamist isotoopide abil ja kaasaegseid uurimismeetodeid.
Fossiilvesi ehk paleovesi on iidne veekogu, mida on hoitud häirimata kohas. Tavaliselt on tegemist põhjaveega põhjaveekihis. See võib püsida maa all miljoneid aastaid. Muude fossiilse vee liikide hulka võivad kuuluda ka jää all olevad järved, näiteks Antarktika Vostoki järv. Seda terminit võib kasutada ka teiste planeetide iidse vee kirjeldamiseks. Fossiilvee puhul on tähtis, et vesi on maa-aluses keskkonnas säilinud pikka aega ilma märkimisväärse lisandumiseta pinnalt — seega ei saa seda pidada kiiresti taastuvaks veeressursiks.
UNESCO määratleb fossiilset põhjavett kui "vett, mis imbunud tavaliselt aastatuhandeid tagasi ja sageli praegusest erinevatel kliimatingimustel ning mis on sellest ajast alates ladestunud maa alla".
Tekkeolukord ja levik
Fossiilvesi tekib siis, kui magevee imbumine pinnalt toimub perioodil, mil kliima, maastik või meretaseme tingimused võimaldavad suuremat sissevoolu. Kui pärast seda tingimused muutuvad (kuivem kliima, maetud ruumid, kivimikihtide sulgemine), jääb vesi maa alla pikaks ajaks. Fossiilvesi esineb sageli sügavalt paiknevates kivimikihtides või hästi suletud liivakihtides ja liivakivides. Tüüpilised piirkonnad on kõrbed ja kuivad alad, kus praegune uuendumine on väga madal (näiteks Sahara, Araabia poolsaarel, mõnedes Põhja-Ameerika ja Kesk-Aasia akvifäärides), samuti aluspõhjalised jääalused lahed ja Antarktika subglatsiaalsed järved.
Kuidas hinnatakse vee vanust ja päritolu
Fossiilvee vanuse ja päritolu määramiseks kasutatakse mitmesuguseid isotoopseid ja keemilisi meetodeid. Need annavad teavet nii vee sissetungimise ajast kui ka sellest, millises kliimatingimuses vesi algselt imbus. Peamised lähenemised hõlmavad:
- Radionukliidid: näiteks süsinik-14 (14C) on kasulik sadade kuni ~50 000 aasta vanuse vee hindamiseks, tritium (3H) näitab 20. sajandi algaastatest hilisemalt reetvaid veevoolusid ning kloriin-36 ja krüptoon-81 võimaldavad dateerida veel vanemat vett.
- Stabiilsed isotoobid: hapniku (δ18O) ja vesiniku (δD) isotoobid aitavad rekonstrueerida palaeokliimat ja tuvastada, kas vesi pärineb teistest geograafilistest piirkondadest või oli algselt sademevett eri kliimatingimustes.
- Keemilised markerid ja ioonprofiilid: mineraalidest eraldunud ioonid (nagu kloriid, nitraat, kaltsium, magneesium) annavad vihjeid vee reageerimisest kivimitega ning selle segunemisest tänapäevase pinnaveega.
- Nukleogaasid ja gaaside analüüs: mäluvannide ja nobelgaaside kontsentratsioonid annavad teavet vee lagunemata oleku ja allika kohta.
Uurimismeetodid
Fossiilvee uurimine ühendab hüdrogeoloogiat, geokeemiat ja geofüüsikat. Tavapärased meetodid on: süva-uurimispuuraukude võtmine, vesiproovid, isotoopanalüüsid laboris, geofüüsikalised uuringud (seismika, elektromagnetiline sondimine), samuti numerilised mudelid, mis simuleerivad vee liikumist ja vanusejaotust akvifääris. Uurimistulemusi tuleb interpreteerida ettevaatlikult, sest akvifäärid on tihti heterogeensed ja sarnased proovid võivad segunemise või lähteallikate mitmekesisuse tõttu anda keeruka pildi.
Keskkonna- ja majanduslik tähtsus
Fossiilvesi on paljudes piirkondades oluline allikas joogiveele ja põllumajandusele, eriti kus pinnavee uuendumine on minimaalne. Samas on selle kasutamine seotud mitmete riskidega:
- Fossiilvesi on sageli mittetaastuv või taastub väga aeglaselt — see tähendab, et intensiivne pumpamine võib viia akvifääri ammendumiseni.
- Liigne kasutamine võib põhjustada pinnase kokkuvarisemist (land subsidence), soolastumise suurenemist ja veekvaliteedi halvenemist.
- Kui fossiilvesi pole kaitstud, võib see saastuda nõrgenevate kaitsekihtide kaudu, kuid saastumise avastamine ja puhastamine on keeruline ja kallis.
Juhtimine ja kaitse
Fossiilvee säästlik haldamine nõuab integreeritud lähenemist: reaalajas seire, rehkenduslikud load, pikaajalised varundusplaanid ja rahvusvaheline koostöö transpiiriliste akvifääride puhul. Oluline on eristada fossiilset varu uuenduvatest veeallikatest ja kaaluda alternatiivseid veeallikaid (nt merevee magestamine, joogivee taaskasutus) ning tarbimise vähendamist. Tõhusaks kaitseks on vajalik ka teadusuuringute jätkamine — nii vanuse ja voolumustrite täpsemaks mõistmiseks kui ka reostuse ennetamiseks.
Muud märkus
Fossiilvesi on ka astrobioloogia ja paleokliima uurimises oluline: selle isotoopne ja keemiline koostis annab teavet möödunud kliimatingimuste ning Maa (või teiste taevakehade) veeringluse ajaloo kohta. Samuti kasutatakse mõisteid fossiilvee kohta mõnikord väljaspool Maad — näiteks Marsi või teiste planeetide minevikuvee kirjeldamisel.
Küsimused ja vastused
K: Mis on fossiilne vesi?
V: Fossiilvesi ehk paleovesi on iidne vesi, mis on miljoneid aastaid püsinud häirimatult põhjaveekihis või jää all.
K: Millised kohad võivad sisaldada fossiilset vett?
V: Fossiilne vesi võib leiduda põhjaveekihis või jää all olevates järvedes, näiteks Antarktika Vostoki järves. Seda võib leiduda ka teistel planeetidel.
K: Kuidas määratleb UNESCO fossiilse põhjavee mõiste?
V: UNESCO määratleb fossiilset põhjavett kui vett, mis tungis tavaliselt aastatuhandeid tagasi, praegusest erinevatel kliimatingimustel, ja on sellest ajast alates ladestunud maa alla.
K: Kuidas hinnatakse vee vanust põhjaveekihis?
V: Vee vanust põhjaveekihtides hinnatakse isotoopide abil.
K: Kui sügaval võivad mõned põhjaveekihid olla?
V: Mõned põhjaveekihid võivad olla sadu meetreid sügavad ja asuda suurte maa-alade all.
K: Kas kõigi põhjaveekihide uurimine on lõpule viidud?
V: Ei, paljude põhjaveekihtide uuringud on veel puudulikud või vaieldavad, eriti mis puudutab vee vanust ja käitumist põhjaveekihis.
K: Mis toimub fossiilse veega seotud teadmistebaasi ja uurimismeetoditega?
V: Fossiilseid veekogusid käsitlev teaduslik teadmistebaas kasvab ja selle valdkonna uurimismeetodid arenevad kiiresti.
Otsige