تسرب المياه الجوفية تحت البحر والتدفقات المصاحبة على ساحل كانياكوماري في الهند باستخدام النهج التوازني للرادون والمواد المغذية

مياه عذبة خفية تحت الأمواج

على طول العديد من السواحل، بما في ذلك الطرف الجنوبي للهند، تتسرب كميات كبيرة من المياه العذبة بهدوء إلى البحر عبر قاع البحر. هذا التدفق غير المرئي، المسمى تسرب المياه الجوفية تحت البحر، يمكن أن يحمل مغذيات تدعم الحياة — وأيضا ملوثات — من اليابسة إلى المحيط. تركز الدراسة الواردة وراء هذا المقال على ساحل كانياكوماري، حيث يلتقي بحر العرب بالمحيط الهندي، وتوضح كيف يساعد تتبع غاز طبيعي الذوبان في الماء على كشف مواقع هذا التدفق الخفي، وشدته، وما يعنيه للأنظمة الساحلية ولأمن المياه المحلي.

ساحل تلتقي عنده ثلاثة بحار

تجمع منطقة كانياكوماري، في أقصى الطرف الجنوبي للهند، بين الرؤوس الصخرية، والشواطئ الرملية، والمصبات الغنية المدعومة بالأنهار والأراضي الرطبة. تتلقّى أمطارًا موسمية غزيرة من كل من رياح المنخفضات الموسمية الجنوبية الغربية والشمالية الشرقية، والتي تعيد تغذية المكامن الجوفية تحت الأرض. تحزم تحت السطح طبقات من الصخر المتحلل والرمل والطين مياهًا جوفية تُستخدم للشرب والري. لكن بعض هذه المياه لا يصل أبدا إلى الآبار أو الأنهار؛ بل يتسرب مباشرة إلى البحر عبر الرواسب الساحلية المسامية. وبما أن هذا التبادل يحدث خارج نطاق الرؤية، فإن فهمه أمر حاسم لمنطقة تواجه بالفعل ندرة في المياه الجوفية، وتقدم مياه البحر بالملوحة، وتزايد التلوث من الزراعة والمجاري والصناعة.

استخدام غاز طبيعي كمتتبع

لقياس التدفق الخفي للمياه الجوفية إلى البحر، استخدم الباحثون الرادون‑222، وهو غاز مشع يتكون طبيعياً في الصخور والتربة. يلتقط الماء الجوفي الرادون أثناء تحركه عبر المعادن تحت الأرض، لذا عادة ما يحتوي على رادون أكثر بكثير من مياه البحر السطحية. من خلال جمع مياه من آبار داخلية ومن ماء المسام في رمال الشاطئ خلال كل من المد والجزر العالي والمنخفض، وقبل وبعد موسم الأمطار، قاس الفريق مستويات الرادون إلى جانب الكيمياء المائية الأساسية والمغذيات الرئيسية. ثم طبقوا «ميزان كتلة» للرادون — عملية محاسبية تزن جميع مصادر وخسائر الرادون — لتقدير كم المياه الجوفية التي يجب أن تتسرب إلى المياه الساحلية لتفسير التركيزات المرصودة.

نبضات موسمية من المياه الجوفية والمغذيات

أظهرت القياسات أن الرادون في المياه الجوفية كان أعلى بمرتبة إلى مرتبتين من ذلك الموجود في مياه البحر المجاورة، مؤكدة أن التسرب من الأسفل هو المصدر الرئيسي للرادون على طول هذا الساحل. باستخدام نهج توازن الكتلة، وجد الفريق أن تسرب المياه الجوفية تحت البحر تراوح بين نحو 0.01 إلى ما يقرب من 1 متر مكعب لكل متر مربع من قاع البحر في اليوم، مع قيم أعلى بعد أمطار الموسم. تعيد إعادة تغذية ما بعد الموسم رفع مستويات وضغط المياه الجوفية، مما يدفع المزيد من الماء نحو البحر. في الوقت نفسه، أظهرت الكيمياء أن المناطق ذات الرادون العالي ولكن الملوحة المنخفضة تشير إلى مدخلات مياه جوفية أكثر عذوبة، بينما الملوحة العالية والرادون المنخفض تدل على مناطق حيث يتبادل ماء البحر ببساطة الدخول والخروج من الرواسب البحرية.

غذاء للحياة — ووقود لازدهار الطحالب

إلى جانب الرادون، تتبّع الباحثون الأشكال المذابة من النيتروجين والفوسفور والسيليكا — مغذيات تغذي الحياة البحرية. وجدوا أن هذه المغذيات عادةً ما تكون أكثر تركيزًا في المياه الجوفية مقارنة بمياه البحر السطحية، وأن توصيلها إلى المحيط عبر المياه الجوفية يتغير مع الفصول. قبل موسم الأمطار، عندما تكون عمليات التخفيف أقل، حملت المياه الجوفية نسبياً مزيدًا من النيتروجين والسيليكا المذابة، ما يزيد من خطر أن تساهم هذه المدخلات في تحفيز ازدهار الطحالب أو حدوث ظروف منخفضة الأكسجين في المياه القريبة من الشاطئ. بعد الموسم، صاحبت تدفقات المياه الجوفية الأقوى زيادة في التخفيف، لذلك كانت تركيزات المغذيات في المياه المتسربة أقل رغم أن إجمالي تدفق المياه كان أعلى.

ما يعنيه هذا للسواحل والمجتمعات

بعبارة بسيطة، تُظهر هذه الدراسة أن قاع البحر على طول ساحل كانياكوماري يعمل كحد فاصل متسرب، حيث تدخل المياه الجوفية العذبة — أحيانًا نظيفة، وأحيانًا ملوثة — إلى البحر باستمرار. باستخدام الرادون كصبغة غير مرئية، خرّج المؤلفون خريطة لأماكن شدة هذا التسرب، وكيف يتغير بين المواسم الجافة والممطرة، وكيف يوصل مغذيات يمكنها دعم شبكات الغذاء البحرية وفي حالات الفرط أن تضر بها. تشير نتائجهم إلى أن إدارة جودة المياه الساحلية في المناطق المتأثرة بالموسم لا يمكن أن ترتكز على الأنهار والجريان السطحي وحدهما؛ بل يجب أن تأخذ في الحسبان ما يحدث تحت الرمال. سيساهم التحكم الأفضل في الأسمدة، ومياه الصرف، وضخ المياه الجوفية في الداخل مباشرة في تشكيل صحة المحيط الساحلي قبالة الشاطئ.

الاستشهاد: George, A.K., Gandhi, M.S., Muthukumar, P. et al. Submarine groundwater discharge and associated fluxes along the Kanyakumari coast of India using radon and nutrient mass balance approach. Sci Rep 16, 8655 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37950-9

الكلمات المفتاحية: تسرب المياه الجوفية تحت البحر, مكامن المياه الساحلية, متتبع الرادون, تدفق المغذيات, بحر العرب