[中配]探索澳大利亞巨大的地下海洋

想象一下,在一個大陸的心臟下方,隱藏着一個巨大的水庫 那個地下世界裏,古代降下的雨水依然緩緩穿過岩石流淌 這是澳大利亞的大天然湧泉盆地,地球上最大最深的湧泉水庫系統 在一個以嚴酷乾燥的內陸而聞名的土地上,這個盆地是一條地下生命線 儲存的水量足以填滿悉尼港一千三千層 大天然湧泉盆地的故事是跨越地質時代所書寫的傳奇 從恐龍時代到現在,形成了一個令人歎爲觀止的自然奇觀 繼續塑造着生態系統和人類生活 一億多年前,在中生代時期,澳大利亞內陸的景觀完全不同 東部邊緣有河流和森林覆蓋的高地,而大部分內陸則處於淺水的埃老曼加海之下 這片內陸海洋,蘊藏着豐富的海洋生物 我最近做了一個關於這個海洋的視頻 你可以在下面的描述和置頂評論中找到鏈接 在白俄紀時期,這片古老的海洋侵入和退卻留下了層層沉積物 附近高地的侵蝕最初沉積下大量沙子和礫石 隨後這些沉積物壓實,形成了多孔的沙鹽含水層 後來,當俄羅曼加海淹沒內陸時 它將這些沙鹽覆蓋在海洋沉積物和黏土之下 形成不透水的岩石 這層海洋沉積蓋形成了一個封閉層 有效的密封了多孔沙鹽和其所儲藏的水 就像一個巨型壓力鍋上的蓋子 這片海洋持續了約1500萬年 在此期間沉積了大量的沉積物 數億年前,隨着大分水嶺在澳大利亞東海岸的抬升 它傾斜了大天然湧泉盆地的地層 使該系統呈現出緩和的坡度 到白俄紀晚期,大約9500萬年前 阿拉曼加海徹底退去 留下了一個埋藏的遺產 一個巨大的多層含水層系統 沙鹽層來自已經消失的海洋的河流三角洲和海灘沙子的產物 現在形成了主要的含水層 在這些含水層之間存在更硬或更細顆粒的鹽層 如液鹽和泥鹽 這些鹽層充當隔水層減緩水的流動並保持水的壓力 這種交替的可滲透層和不可滲透層的層狀地質 是大天然湧泉盆地結構的本質 使其能夠在地質時間尺度上儲存驚人的地下水量 別忘了點擊訂閱按鈕 敲響鈴鐺圖標並點贊這個視頻 因爲這是支持我們頻道的最好方式 如果你喜歡這個視頻 考慮分享給大家 但讓我們更深入的探討一下 這實際上意味着什麼 這個盆地的形態是怎樣的 以及水是如何存儲的 不幸的是 澳大利亞下面並沒有一個巨大的地下迷宮 也沒有我小時候想象的那樣神奇的水源在腳下 所以我挖深洞到達它的策略顯然是行不通的 我就是想在裏面游泳 你知道嗎 現實情況稍微沒那麼有趣 但依然同樣引人入勝 我們先從簡單的版本開始 這就是大多數人被告知的內容 大天然湧泉盆地的地質結構 可以被視作一個巨大的天然海綿 各個不同的層次 在儲存和保護地下水方面 都發揮着至關重要的作用 底部是古老的結晶基岩 這是一種緻密的基礎 阻止水分更深入地下滲透 這個底層由古老的堅硬基岩組成 主要是早期地質時代的結晶岩石 如花崗岩和變質岩 這構成了盆地的基礎或底層 雖然不儲水 但它阻止水分進一步深入地下 在這個基岩之上是厚厚的多孔沙岩層 這些是來自古老的阿拉曼加海的沉積物 這些沙岩海水層的顆粒之間 有無數微小孔隙 能夠儲存巨量的水 這裏全是好東西 我們今天抽取的水來自這些沙岩沉積層 裏面真的是滿載着水 在沙岩層上方是細粒不可滲透岩石的層序 如液巖和泥岩 這些上層像一個緊密的蓋子 Trapping groundwater在巨大的壓力下 防止它自由地向表面上升 這層透水和不透水岩石的加層 爲Artesian水層系統創造了理想條件 使水能夠在地下保持數百萬年 當從這些沙岩含水層中獲取水時 巨大的自然壓力 會在沒有任何機械幫助的情況下 將水強行壓至地表 這一現象被稱爲自流 歷史上打入這些加壓層 會導致水向上湧出 形成自然湧泉 隨着時間的推移 提取量增加和壓力減少 一些地區不再自然湧出水 在這些情況下 機械泵如電動或太陽能潛水泵 安裝在鑽孔深處 直接從沙岩中抽取水 這些水泵產生吸力 通過沙岩的微小孔隙抽取水 慢慢將地下水吸引到鑽孔中 通過謹慎的現代管理 規範鑽井使用 妥善封閉井口 並平衡抽水與自然補給的速度 大天然湧泉盆地 持續爲澳大利亞乾旱的腹地 提供生命所需的水資源 所以這是簡單版本 但實際上和生活中的大多數事情一樣 事情要複雜得多 你可能會注意到 在大天然湧泉盆地下方 還有許多其他盆地 比如庫珀盆地 那麼爲什麼水不往下滲透 並填滿這些盆地呢 這是個好問題 我很高興你問了 雖然偉大的藝術井盆地的某些部分 確實被晶體基岩封閉 但在偉大的藝術井盆地之下 存在着一幅複雜的 古老地質盆地的織景 每個盆地都是在 澳大利亞古老地質歷史的 不同階段形成的 這些更深的盆地 代表了連續的地質活動 和沉積沉積階段 追溯到數億年前 雖然這些盆地 位於大天然湧泉盆地之下 但地下水並不會向下流入它們 但爲什麼呢 這種分離發生的原因 是這些較深的盆地 被厚厚的質密 高度壓實的沉積岩層封閉 比如液巖泥岩粉沙岩和煤層 這些沉積層共同作爲不透水的屏障 阻止水滲透到更深的結構中 此外這些深層盆地 通常還有大量的碳氫化合物 石油和天然氣 這些物質的形成條件 要求與上方的水完全隔離 由於分隔各個盆地的沉積岩 具有極低的滲透性 地下水在大天然湧泉盆地的 多孔沙岩中被困住 水平或向上流動而非向下流動 因此這些古老 密封且緊密壓實的深層水Basin 在地質上與上方的淡水 寒水層保持着明顯的不同 儘管它們在澳大利亞地表下相距不遠 仍然保持着各自獨特的地質特徵 綜上所述 結果是一個受壓的盆地 一個由古老河流和海洋的相互作用 鑄造而成的地下水世界 隨後被封存於澳大利亞內陸的平原之下 大天然湧泉盆地的龐大規模 令人難以想象 它覆蓋了170萬平方公里 幾乎佔據了大陸的四分之一 涵蓋了昆士蘭 北領地 新南威爾市 和南澳大利亞的22%土地面積 爲了讓大家更清楚的理解 這個盆地的面積 大約相當於德克薩斯州 加利福尼亞州和門達拿州的總和 或者是法國面積的三倍多 在某些地方其深度達到3000米 存在多個疊層含水層 沒錯 你沒聽錯 確實存在多個疊加的含水層 讓我們快速瞭解一下原因 大天然湧泉盆地的沙岩層之所以堆疊 是因爲在數百萬年中 由於海平面的起伏 河流三角洲和沿海環境反覆沉積而成 每一層獨特的沙岩 標誌着一個獨立的沉積 壓石和固化沉巖的週期 形成了盆地特有的分層地質 所以出水的沙岩層 不僅存在於地下的底部 而是以疊層的形式存在 每一層沙岩都儲存着水 彼此之間被泥鏽和泥岩等 不透水的沉積層隔開 這些重疊的含水層位於不同的深度 有的相當淺 有的則非常深 大天然湧泉盆地廣闊的沙岩地下水庫 預計總共儲存約6400幾百 49萬立方公里的地下水 約爲65萬萬億升 令人驚訝的是 這個盆地內水的年齡差異巨大 從東部邊緣的新近補給的降雨水 到盆地最遠處 近200萬年的古老地下水 使其成爲一個真正跨越地質時代的 巨大地下水庫 這個盆地從東部的大分水嶺 延伸到西部的沙漠 隱藏在地下 卻對地面上的生命至關重要 對於許多偏遠地區來說 這個古老的含水層 長期以來一直是乾旱地帶中 唯一可靠的淡水來源 但是水是如何進入 這個地下巨大的水庫的 它又會流向哪裏呢 大天然湧泉盆地的水文 是一個耐心與時間的故事 遙遠山區和高地的降雨 是主要的補給來源 例如在盆地的東部高地邊緣 如大分水嶺的西坡 降雨滲透到暴露的含水層岩石中 這些補給區作爲水滲入 多孔沙岩的入口 只有一小部分降雨完成這段旅程 緩慢地穿過土壤和岩石過濾 但經過數千年 即使是這小小的涓流 也爲盆地注入了大量的水 一旦入地下 水開始向西和向南緩慢流動 重力推動地下水 從較高的補給區向下滲透 通過沙岩流向大陸內部的低窪地區 流動速度幾乎像冰川一樣緩慢 大約每年只有幾米 實際上科學家估計地下水 在含水層中的典型流速 僅約爲每年1到5米 在如此緩慢的流動情況下 靠近盆地邊緣的水滴 可能需要數萬年才僅能移動幾公里 在廣袤的盆地內 從昆士蘭或新南威爾市進入的地下水 可能在地下行駛數百公里 當水流到南澳大利亞的自然出水口時 它可能已經非常古老 使用碳14和氯36的同位素Dayting技術顯示 地下水的年齡從幾千年 換句話說 如今從泉水中湧出的部分水源 在現代人類出現之前 就已經降落爲雨水 甚至在冰河時代的巨大動物 在澳大利亞平原漫遊時也已存在 大天然湧泉盆地 本質上是一個時間膠囊 它的水流承載着古老氣候的記憶 儘管這種運動緩慢 但在較長的時間尺度上 這個系統是動態的 水不斷的被補充 雖然速度緩慢 同時也通過自然排放而流失 與儲存的水量相比 補給率極其低 因此該盆地的水腸被稱爲化石水 在大天然湧泉盆地的許多地區 目前井水的提取量超過了自然補給 這意味着必須仔細管理這一資源 以避免壓力的浩劫 從根本上來說 抽取這個水盆地的水 就像是在開採數千年積累的水資源 在地下流淌了很多年後 大天然湧泉盆地的水 在某些特定的地方重新湧現到地表 天然的自流溫泉 通常被稱爲Mount Springs 發生在水在壓力下 通過裂縫或薄弱地帶 流出進入限制層的地方 這些泉水主要分佈在盆地的邊緣 或沿着地質斷層 在中澳大利亞乾旱的廣袤土地上 天然湧泉如同一個小奇蹟 穩定的水流在沙漠中 形成了一個溼潤的綠洲 這是南澳大利亞的土丘泉 自流壓力將水推上地面 沉積的礦物質在泉眼周圍 形成一個土Mount 毫不奇怪 龍啓泉的名稱來源於其特徵性的小丘 這些小丘主要由碳酸鈣和沙子組成 是隨着富含礦物質的水流出和蒸發 經過數千年 累積而成的沉積物 它們可能看起來像是低矮的白色圓頂小丘 或是平坦平原上的高處部分 每個泉眼都是一個隱喻的冰山的可見尖端 是深層地下水經過漫長的地下旅程後 重新浮出地面的地點 這些泉水湧現的地方生命繁榮 許多自流泉周圍形成了鬱鬱蔥蔥的植被光環 綠色的蘆葦草和樹木 依賴於持久的水源生存 與周圍乾燥的景觀形成鮮明對比 湧泉溼地爲衆多物種創造了棲息地 在泉水池中生存着獨特的魚類和蝸牛 經過千年的隔離進化而來 微小的軟體動物 甲殼類和獨特的水生昆蟲 在溫暖的礦物水中茁壯成長 鳥類和哺乳動物會步行數公里 到這些水源或在其周圍生活 在大天然湧泉盆地的泉水生態系統中 存在超過90種僅在此地特有的植物和動物物種 其中許多物種僅在一個泉水群落中生存 例如南澳大利亞最北部的達爾豪斯溫泉 就棲息着至少16種特有物種 包括幾種只在其水域中發現的小魚 這樣的泉水確實是生態島嶼 每個島嶼都有其獨特的社區 適應了恆定的水源 達爾豪斯的主池由溫度達到40攝氏度的溫水注入 在沙漠中滋養着茂密的植被子 你可能會對水的溫度感到好奇 如果是這樣我完全理解 雖然並不是所有由盆地提供的自流泉都溫暖 但那些溫暖的泉水錶明它們的水源較深 水在數千年裏從地球內部吸收了熱量 這一過程被稱爲地熱加熱 當水到達達爾豪斯泉的表面時 它因長時間接觸深層自然加熱的岩石而顯著升溫 達爾豪斯泉的水源來自超過1000到2000來米的深處 你可能在想爲什麼這裏的水會冒出來 當盆地內的水壓力遇到地質弱點 比如斷層裂縫或不透水層的薄弱部分時 它會向上逃逸自然流向地面無需抽水 遺憾的是一些湧泉在過去一個世紀中 由於Artesian壓力下降而減少或乾涸 這與對盆地的過度抽取有關 數十個由早期定居者鑽探的自由流動的自流井 在幾十年中無節制地湧出 浪費水資源並降低了壓力 這種壓力下降導致幾個湧泉停止流動 威脅到依賴它們的特有物種 至此我們走到了澳大利亞大天然湧泉盆地這段非凡故事的尾聲 從雨水輕柔地滲入山地補給區 通過它在表面下的多孔沙鹽含水層中 緩慢而耐心的旅程 到湧現出維持乾旱內陸渴望生命的泉水 這一盆地體現了自然中最非凡的水循環之一 這個古老的地下水庫被沉積岩層所包圍 不僅是一項寶貴的自然資產 更是一個值得精心保護的地質奇蹟 保護它可以確保這個隱藏的儲備繼續提供液體財富 維持大陸獨特的生態系統 這一過程已經延續了數百萬年 我希望你和我一樣覺得這很有趣 一如既往 感謝觀看 這個視頻 在我結束這個視頻之前 我想對我的Patreon和YouTube會員表示由衷的感謝 非常感謝每一位支持這個頻道的人