تأثیر فعالیت‌های انسانی، مانند انتشار گازهای گلخانه‌ای و جنگل‌زدایی، بر سطح زمین به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته است. اکنون، محققان هیدرولوژی از دانشگاه آریزونا بررسی کرده‌اند که چگونه انسان بر سطح زیرین زمین، منطقه‌ای که صدها متر تا چند کیلومتر زیر سطح سیاره قرار دارد، تأثیر می‌گذارد.

«جنیفر مک اینتاش»، پروفسور دپارتمان هیدرولوژی و علوم جوی آریزونا در شرح جزئیات این یافته‌ها گفت:

«ما نرخ تولید سیالات با نفت و گاز را با گردش طبیعی آب مقایسه کردیم و نشان دادیم که انسان‌ها چگونه تأثیر بزرگی بر گردش آنها در زیر سطح زمین داشته‌اند.»

نویسنده اصلی مطالعه، «گرانت فرگوسن» نیز گفت:
«عمق زیرسطح زمین برای اکثر افراد دور از دید و ذهن است. ما فکر می‌کردیم که ارائه مفاهیمی درباره این فعالیت‌های پیشنهادی مهم است. به‌ویژه زمانی که صحبت از اثرات زیست‌محیطی می‌شود.»

انسان چگونه می‌تواند بر آب‌های زیر زمینی تاثیر بگذارد؟

بر اساس این مطالعه، پیش‌بینی می‌شود که در آینده، شار مایعات ناشی از فعالیت انسانی، توسط استراتژی‌هایی که راه‌حل‌هایی برای تغییر آب و هوا تلقی می‌شوند، افزایش یابد.

این استراتژی‌ها شامل موارد زیر می‌شود:

• محبوس کردن زمین‌شناختی کربن: گیراندازی و ذخیره‌سازی کربن دی‌اکسید جو در سنگ‌های مخروطی زیرزمینی.
• تولید انرژی زمین‌گرمایی: گردش آب از طریق سنگ‌های داغ زیرزمینی برای تولید برق.
• استخراج لیتیم از آب‌نمک معدنی زیرزمینی: این کار برای تأمین نیروی محرک خودروهای الکتریکی صورت می‌گیرد.

«پیتر راینرز»، پروفسور دپارتمان علوم زمین آریزونا، گفت: «مدیریت مسئولانه سیالات زیرسطحی برای گذار سبز، آینده پایدار و حفظ گرمایش زمین مهم است.»

مک اینتاش گفت که با تولید نفت و گاز طبیعی، همیشه مقداری آب، معمولاً شور، از اعماق زیرسطح می‌آید. آب‌های زیرزمینی اغلب میلیون‌ها سال قدمت دارند و شوری خود را یا از تبخیر آب دریاهای باستانی یا از واکنش با سنگ‌ها و مواد معدنی به دست می‌آورند. برای بازیابی کارآمدتر نفت، آب بیشتری از منابع نزدیک به سطح، به آب نمک اضافه می‌شود تا مقدار روغن حذف شده جبران شود و فشار مخزن حفظ شود.

سپس آب شور مخلوط شده مجدداً به سطح زیرین تزریق می‌شود. این روند تبدیل به چرخه‌ای از تولید مایع و تزریق مجدد آن به سطح زیرین می‌شود.

همین فرآیند در استخراج لیتیوم، تولید انرژی زمین گرمایی و ذخیره کربن زمین‌شناسی اتفاق می‌افتد، که بخشی از عملیات آن شامل تزریق مجدد باقی‌مانده آب شور به زیرزمین است.

مک اینتاش گفت: «ما نشان می‌دهیم که نرخ تزریق مجدد مایع پس از فعالیت‌های نفت و گاز، بیشتر از آنچه به‌طور طبیعی رخ می‌دهد، است.»

عوارض فعالیت‌های انسانی بر زیر سطح

این تیم با استفاده از داده‌های موجود از منابع مختلف، از جمله اندازه‌گیری حرکات سیال مربوط به استخراج نفت و گاز و تزریق آب برای انرژی زمین گرمایی، دریافتند که سرعت حرکت سیال فعلی (ناشی از فعالیت‌های انسانی) در مقایسه با نحوه حرکت سیالات قبل از مداخله انسان، بالاتر است.

با افزایش فعالیت‌های انسانی مانند جذب و جداسازی کربن و استخراج لیتیوم، محققان همچنین پیش‌بینی کردند که چگونه این فعالیت‌ها ممکن است در پرونده زمین‌شناسی ثبت شوند، که تاریخچه زمین است و سنگ‌های تشکیل‌دهنده پوسته آن را حفظ کرده است.

فعالیت‌های انسانی این پتانسیل را دارند که نه تنها مایعات عمیق زیرسطحی، بلکه میکروب‌هایی را که در آنجا زندگی می‌کنند نیز تغییر دهند. همانطور که مایعات در اطراف جریان دارند، محیط‌های میکروبی ممکن است با ایجاد تحولات در شیمی آب یا انتقال جوامع میکروبی جدید از سطح زمین به زیرزمین، تغییر یابد.

مک اینتاش اذعان داشت که ناشناخته‌های زیادی درمورد عمق زیرسطحی زمین و چگونگی تأثیرپذیری آن از فعالیت‌های انسانی وجود دارد. هدف از ادامه این تحقیقات کار بر روی این سؤالات مهم است.

وی افزود: «ما باید از زیرسطح عمیق به‌عنوان بخشی از راه‌حل‌های بحران آب و هوا استفاده کنیم. با این‌حال، اطلاعات ما درمورد سطح مریخ بیشتر از آب، صخره‌ها و حیات در اعماق زیر پای خودمان است.»