揭示島礁地下淡水透鏡體的形成與演化

今日科學 發佈 2020-06-22T12:25:45+00:00

本報訊中國科學院邊緣海與大洋地質重點實驗室研究人員,對島礁地下淡水透鏡體的研究取得新進展。淡水透鏡體是指在島嶼的地下,有一塊像凸透鏡一樣、中間厚四周薄的淡水層。

本報訊(記者朱漢斌 通訊員李淑)中國科學院邊緣海與大洋地質重點實驗室研究人員,對島礁地下淡水透鏡體的研究取得新進展。相關成果近日發表於《水文學雜誌》。

淡水透鏡體是指在島嶼的地下,有一塊像凸透鏡一樣、中間厚四周薄的淡水層。淡水透鏡體既是島礁環境的重要組成部分,也是海島生態系統物質和能量運轉的重要載體。

研究人員結合已公布的典型島礁地質剖面,利用地下水數值模擬手段,系統展開了淡水透鏡體形成機理方面的研究,力圖揭示淡水透鏡體從無到有這一過程。

研究發現島礁地下淡水透鏡體的形成可以分為3個階段。最初為淡水透鏡體的準備階段,主要是自然因素對珊瑚砂的淋濾去除了部分鹽分,為淡水透鏡體形成奠定了基礎。隨著大氣降雨的不斷入滲補給,淡水透鏡體開始形成且厚度增加,這是形成階段,其所需時間主要取決於淡水透鏡體的形成速率。第三為穩定階段,此時島礁下方的淡水透鏡體的厚度不再發生明顯增加,而是主要隨著潮汐和降雨量的變化等呈現出周期性浮動。

模擬研究還發現淡水透鏡體的形成過程主要受兩種動力學機制的影響,一種是長時間尺度的動力學機制,主要受控於大氣降雨的入滲補給及地下水的向海排泄。另一種是短時間尺度的動力學特徵,主要由潮汐產生,造成淡水透鏡體的垂直震盪,加劇了鹹淡水之間的彌散作用。

相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124641

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