Аэрофизическая разведка пресноводного резервуара под восточным краем Большого Соленого озера

Скрытая пресная вода под известным соленым озером

Большое Соленое озеро в штате Юта известно тем, что в нем настолько много соли, что плавать и держаться на поверхности легко. Поэтому может удивить, что у ученых теперь есть убедительные доказательства существования большого массива пресной воды, скрытого под его восточным берегом. В этом исследовании использовали приборы, подвешенные под летательным аппаратом, чтобы «просканировать» грунт и дно озера, выявив зарытый резервуар пресной подпочвенной воды, который может иметь большое значение для будущих водных ресурсов в высыхающем Западе.

Ближе к соленому гиганту

Большое Соленое озеро — крупнейшее соленое озеро в Западном полушарии, и у него нет стока в океан. Воды в озеро поступают из рек, дождя, снега и подземных вод, а уходят только испарением, что со временем концентрирует соль. Окружающие горы, особенно хребет Уосатч на востоке, получают гораздо больше осадков, чем поверхность озера. Талые воды проникают в землю там и медленно перемещаются вниз по склону под землей в сторону озера. Ранние исследования, основанные на скважинах и наземных измерениях, указывали на то, что пресная вода подталкивает вверх под тонким крайне соленым слоем у кромки озера, но никто не знал, насколько обширна эта скрытая пресная зона.

Сканирование земли с воздуха

Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи обратились к аэроэлектромагнитной и магнитной съемке. Подвешенная под вертолетом петля из провода посылала короткие импульсы энергии в землю, а датчики измеряли, как реагирует недра. Соленая вода хорошо проводит электричество, тогда как горные породы и пресная вода проводят значительно хуже. Инвертируя эти сигналы с помощью сложных трехмерных компьютерных моделей, команда построила своего рода электрическую карту верхних около ста метров под заливом Фармингтон на восточной кромке озера. Одновременно они измеряли тонкие вариации магнитного поля Земли, чтобы вывести форму глубинной твердой «цокольной» породы, лежащей под мягкими водонасыщенными отложениями.

Пресноводный слой под рассолом

Аэрофотоснимки показали простую, но поразительную структуру. Близко к поверхности располагался тонкий, сильно проводящий слой, соответствующий соленой воде озера и промоченным рассолом осадкам, обычно толщиной около 10–15 метров в районе залива Фармингтон, и гораздо толще — до 50–80 метров — под более глубокими западными частями озера. Однако непосредственно под тонким соленым слоем на востоке модели показали широкую, более сопротивляющуюся зону, простирающуюся латерально под плейей и береговой кромкой озера. Это сопротивляющееся тело, согласующееся с пресной подпочвенной водой, соответствовало измерениям солености и химического состава из кернов, взятых в близлежащих скважинах. Другими словами, вертолетная съемка позволила «увидеть через» соленую корку озера и картировать широко распространенный резервуар пресной подпочвенной воды сразу под ней.

Оазисы пресной воды и глубокие структуры

Картирование высокого разрешения также выделило более мелкие особенности, которые помогают объяснить поведение этой скрытой воды. Одна из них — круглый холм на плейе, заросший плотными зарослями тростника обыкновенного, растения, которое процветает в пресной воде. Электрические изображения показывают, что под этим холмом соленый слой резко истончается, и пресная вода поднимается ближе к поверхности, образуя своего рода естественный источник через рассол. В более крупном масштабе магнитные данные выявили, что твердая цокольная порода расположена мелко — менее примерно 200 метров — у острова Антилоп и восточной бухты, но резко опускается на глубины 3–4 километра дальше в бассейне. Эта глубокая впадина, вероятно, содержит очень толстую толщу отложений, способную хранить огромные объемы подземных вод, большая часть которых, вероятно, пресная.

Почему это важно для водных ресурсов и не только

Комбинируя аэроэлектрическое и магнитное картирование с наземными измерениями, исследование показывает, что под восточным краем Большого Соленого озера лежит значительный резервуар пресной подпочвенной воды, защищенный относительно тонкой соленой крышкой. Оно также указывает на то, что еще больший объем насыщенных пресной водой отложений может заполнять более глубокую западную часть бассейна, хотя для подтверждения этого нужны дополнительные данные. Работа демонстрирует, что воздушные съемки могут быстро и неинвазивно картировать границы пресной и соленой воды под большими солеными озерами по всему миру. Для сообществ, сталкивающихся с дефицитом воды, эти методы предлагают мощный способ оценить скрытые запасы подземных вод и спланировать их устойчивое использование без нарушения хрупких экосистем, которые зависят от поверхностной солености.

Цитирование: Zhdanov, M.S., Jorgensen, M., Cox, L. et al. Airborne geophysical imaging of freshwater reservoir beneath the eastern margin of Great Salt Lake. Sci Rep 16, 11287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40995-5

Ключевые слова: Большое Соленое озеро, подземные воды, аэроэлектромагнитная съемка, пресноводный резервуар, гидрогеофизика