【中国科学报】揭示岛礁地下淡水透镜体的形成与演化

  

  本报讯(记者朱汉斌 通讯员李淑)中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室研究人员,对岛礁地下淡水透镜体的研究取得新进展。相关成果近日发表于《水文学杂志》。

  淡水透镜体是指在岛屿的地下,有一块像凸透镜一样、中间厚四周薄的淡水层。淡水透镜体既是岛礁环境的重要组成部分,也是海岛生态系统物质和能量运转的重要载体。

  研究人员结合已公布的典型岛礁地质剖面,利用地下水数值模拟手段,系统展开了淡水透镜体形成机理方面的研究,力图揭示淡水透镜体从无到有这一过程。

  研究发现岛礁地下淡水透镜体的形成可以分为3个阶段。最初为淡水透镜体的准备阶段,主要是自然因素对珊瑚砂的淋滤去除了部分盐分,为淡水透镜体形成奠定了基础。随着大气降雨的不断入渗补给,淡水透镜体开始形成且厚度增加,这是形成阶段,其所需时间主要取决于淡水透镜体的形成速率。第三为稳定阶段,此时岛礁下方的淡水透镜体的厚度不再发生明显增加,而是主要随着潮汐和降雨量的变化等呈现出周期性浮动。

  模拟研究还发现淡水透镜体的形成过程主要受两种动力学机制的影响,一种是长时间尺度的动力学机制,主要受控于大气降雨的入渗补给及地下水的向海排泄。另一种是短时间尺度的动力学特征,主要由潮汐产生,造成淡水透镜体的垂直震荡,加剧了咸淡水之间的弥散作用。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2020.124641

    《中国科学报》 (2020-06-22 第4版 综合)