Geofizyczna ocena przedostawania się wody morskiej do gruntów w Apapa–Ajegunle, obszar przybrzeżny Lagos, południowo-zachodnia Nigeria

Dlaczego sól w ukrytej wodzie ma znaczenie

Dla milionów ludzi mieszkających w miastach nadbrzeżnych podziemna słodka woda jest głównym źródłem wody pitnej. W Lagos, największym mieście Nigerii, ta ukryta woda jest pod presją morza. Gdy słona woda morska wkrada się do warstw piasku pod ziemią, które magazynują słodką wodę, studnie szybko mogą stać się zbyt słone, by nadawać się do picia. Badanie to zagląda pod ruchliwą dzielnicę Apapa–Ajegunle w Lagos, aby ustalić, jak daleko morze wniknęło do lokalnych wód gruntowych i co to oznacza dla społeczności od nich zależnych.

Gęsto zaludnione wybrzeże z ograniczonymi zasobami słodkiej wody

Podobnie jak wiele regionów nadbrzeżnych na świecie, Lagos koncentruje dużą liczbę mieszkańców na wąskim pasie ziemi wzdłuż oceanu, lagun i cieków wodnych. Chociaż obszar otrzymuje obfite opady każdego roku, nisko położony, płaski teren powoduje, że wiele deszczu spływa, zamiast wsiąkać głęboko w grunt. W efekcie mieszkańcy w dużym stopniu polegają na płytkich studniach wierconych w warstwach piasku pod miastem. W zdrowych warunkach „soczewka” lżejszej słodkiej wody unosi się nad cięższą wodą morską poniżej. Jednak przy nadmiernym pompowaniu wód gruntowych, wzroście poziomu morza lub nasileniu zanieczyszczeń ta delikatna równowaga może zostać zaburzona, pozwalając słonawym wodom przemieszczać się lądem w głąb pod powierzchnią.

Zajrzeć pod ziemię prądem elektrycznym

Ponieważ strefy słone i słodkie są niewidoczne, badacze zastosowali metody elektryczne, by „zobaczyć” pod ziemię bez kopania. Wykonali 26 pomiarów pionowego sondowania elektrycznego (VES) i 14 profili tomografii oporowej (ERT) na obszarze Apapa–Ajegunle, wspieranych informacjami o skałach i gruntach z 10 otworów. Te narzędzia wprowadzają w ziemię niewielkie prądy elektryczne i mierzą, jak łatwo one przepływają. Słona woda dobrze przewodzi prąd i pokazuje się jako strefa o niskiej oporności, podczas gdy słodsza woda i suchy piasek stawiają opór i wykazują wyższą oporność. Łącząc pomiary jedno- i dwuwymiarowe z oprogramowaniem do mapowania, zespół odtworzył rozkład słonych i słodkich wód na głębokościach sięgających około 40–60 metrów.

Gdzie morze dotarło najdalej

Obrazy elektryczne ujawniły cztery do pięciu odrębnych warstw podziemnych, o wartościach oporności od bardzo niskich (około 1 oma·m) do bardzo wysokich (powyżej 50 000 oma·m). Blisko powierzchni cienkie warstwy mułu i iłu nakrywają grubsze masy piasku, które pełnią funkcję akwiferów. W wielu częściach stref południowych, wschodnich i zachodnich — najbliżej laguny, cieków i kanału — warstwy piaszczyste są silnie dotknięte przez wodę morską. Słona woda uwidacznia się tam jako strefy o bardzo niskiej oporności, w przedziale około 1–11 oma·m, czasami rozciągające się od zaledwie 1 metra poniżej powierzchni aż do 40 metrów. Nad lub obok tych kieszeni zespół wykrył strefy zasolone i bardziej słodkie piaski, ale często dobra jakościowo woda była „przykryta” przez słonowsze warstwy, co utrudnia i zwiększa ryzyko poboru bez mieszania obu rodzajów wody.

Przekształcanie pomiarów w mapy

Aby przejść od pojedynczych pomiarów do oglądu ogólnego, badacze zszyli profile VES w trójwymiarowe diagramy-ogrodzenia i użyli oprogramowania mapowego do budowy map „izo-głębokości” i „izo-grubości”. Pokazują one, jak głęboko pod powierzchnią leżą warstwy słone i słodkie oraz jaką mają grubość w całej dzielnicy. Mapy potwierdzają, że słona woda koncentruje się wzdłuż wybrzeża i pod dużą częścią zabudowanego obszaru Apapa–Ajegunle, z preferencyjnymi podziemnymi drogami przepływu z południa na północ. W przeciwieństwie do tego północna część obszaru badań wydaje się w dużej mierze wolna od zasolenia w płytkim akwiferze, co czyni ją bardziej obiecującą dla bezpieczniejszego rozwoju zasobów wód gruntowych — przynajmniej na razie.

Ograniczenia, ryzyka i co dalej

Badanie koncentrowało się na najpłytszych warstwach akwiferu, więc nie mogło potwierdzić, czy głębsze masy piasku pozostały nietknięte przez wodę morską i mogą służyć jako rezerwy długoterminowe. Nie obejmowało też szczegółowego, wieloczasowego badania jakości wody, które ujawniłoby, jak poziomy soli zmieniają się wraz z porami roku lub podczas powodzi. Mimo to praca pokazuje, że metody elektryczne w połączeniu z opisami odwiertów i nowoczesnymi narzędziami mapującymi oferują potężny sposób śledzenia rozprzestrzeniania się wody morskiej pod ziemią. Autorzy podkreślają, że bez ostrożnego zarządzania — ograniczania pompowania, zmniejszania zanieczyszczeń i kontynuacji monitoringu geofizycznego — słona woda może przesunąć się dalej w głąb lądu, zagrażając zarówno zapasom gospodarstw domowych, jak i lokalnym ekosystemom.

Co to oznacza dla mieszkańców Lagos

Mówiąc wprost, badanie pokazuje, że znaczna część płytkich wód gruntowych pod Apapa–Ajegunle jest już wypierana przez morze, szczególnie w pobliżu lagun i cieków. Słodka woda nadal występuje, zwłaszcza dalej na północ i w głębszych warstwach piasku, ale często jest przykryta lub otoczona przez słonowsze wody. Utrudnia to wiercenie studni i zwiększa ryzyko, że nieostrożne pompowanie pogorszy jakość dobrych zasobów. Mapując obecne położenie stref słonych i słodkich, badanie dostarcza naukowych podstaw do mądrzejszego umieszczania odwiertów, ściślejszej kontroli wykorzystania wód gruntowych oraz długoterminowego planowania ochrony jednego z najważniejszych, ale i najbardziej wrażliwych zasobów Lagos: jego ukrytych zasobów słodkiej wody.

Cytowanie: Oloruntola, M.O., Folorunso, A.F., Ojeyomi, B.A. et al. Geophysical assessment of seawater intrusion in Apapa-Ajegunle, coastal area of Lagos, Southwestern Nigeria. Sci Rep 16, 5498 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35120-5

Słowa kluczowe: intruza wody morskiej, wody gruntowe, Lagos Nigeria, oporność elektryczna, akwifer przybrzeżny