В.О. Ємельянов, КОРОТКА ІСТОРІЯ ДОСЛІДЖЕНЬ І СУЧАСНІ ЗНАННЯ ЩОДО ФЕНОМЕНУ СУБМАРИННОГО РОЗВАНТАЖЕННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД НА ШЕЛЬФАХ МОРІВ І ОКЕАНІВ

https://doi.org/10.15407/gpimo2022.03.003

В.О. Ємельянов, чл.-кор. НАН України, д-р геол.-мін. наук, проф., головн. наук. співроб.
e-mail: eva@nas.gov.ua
ORCID 0000-0002-8972-0754

П.О. Кір’яков, канд геол.-мін. наук, старш. наук. співроб.
e-mail: paoloee@ukr.net

О.М. Рибак, канд. геол.-мін. наук, старш. наук. співроб.
ORCID 0000-0001-5746-7259

О.О. Паришев, канд. геол. наук, старш. наук. співроб.
E-mail: paryshev1974@gmail.com
ORCID 0000-0003-1318-9650

М.О. Маслаков, канд. геол.-мін наук, провідн. наук. співроб.
E-mail: nikalmas6@gmail.com
ORCID 0000-0001-9754-3033

С.В. Клочков, аспірант
E-mail: sklochkov@gmail.com
ORCID 0000-0002-5369-0573

ДНУ «МорГеоЕкоЦентр НАН України»
01054, Київ, вул. Олеся Гончара, 55 б

КОРОТКА ІСТОРІЯ ДОСЛІДЖЕНЬ І СУЧАСНІ ЗНАННЯ ЩОДО ФЕНОМЕНУ СУБМАРИННОГО РОЗВАНТАЖЕННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД НА ШЕЛЬФАХ МОРІВ І ОКЕАНІВ

Підземні води поширені як на суші, так і в акваторіях морів і океанів. Сьогодні гідрогеологи, океанологи визнають потенційно значний внесок скидання підземних вод (субмаринного розвантаження — СР) до прибережних районів. Цей термін прийнято використовувати для опису джерел, що знаходяться нижче за рівень моря. Слід зазначити, що до субмаринних вод відносять також джерела, розташовані в припливо-відливних зонах (літоральні), хоча підводними вони є лише під час припливів. Спостереження за СР показало значний його вплив на екологічний стан прибережних середовищ. Разом із просочуванням підземних вод уздовж більшості берегових ліній світу, на великих територіях відбувається доставка значної кількості прісної води та розчинених у ній речовин. Однак, роль такого явища, як СР для прибережних общин майже не розглядається. В статті наводяться приклади з багатьох літературних джерел, що висвітлюють важливість джерел СР для місцевого населення в повсякденній діяльності протягом багатьох століть. Це — питний ресурс, гігієнічний засіб, вода для сільського господарства, рибальства, судноплавства, культури та туризму. У багатьох частинах світу зустрічаються джерела СР, які мають унікальну форму і вважаються важливими тільки через свою незвичайність та місце існування прісноводних організмів. Це лише деякі приклади, які підтверджують своєрідність такого явища життєдіяльності прибережних общин. Внаслідок цього виникає необхідність комплексного підходу до вивчення СР, що є актуальним не тільки з погляду зміни прибережних середовищ, але також і з боку глобального кругообігу води та речовин на Землі.

Kлючові слова: субмаринне розвантаження, літоральні води, господарська діяльність.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Бабінець А. Є., Митропольський О. Ю., Ємельянов В.О., Кір’яков П. О. Морська гідрогеологія — нова галузь геологічних знань. Вісник АН УРСР. 1982. № 12. С. 79—83.
  2. Бабинец А.Е., Емельянов В.А., Кирьяков П.А., Проблемы поисков зон субмаринной разгрузки подземных вод (на примере Черноморского шельфа Украины). Девятое совещание по подземным водам Сибири и Дальнего Востока. Иркутск—Петропавловск-Камчатский, 1979. С. 120—121.
  3. Бабинец А. Е., Емельянов В.А., Кирьяков П.А. Исследования условий субмарной разгрузки подземных вод на примере Черноморского побережья Крыма. ІV Всесоюзн. школа морской геологии. Москва: Наука, 1980. С. 5—7.
  4. Кирьяков П.А. Гидрогеологические особенности Горного Крыма и прилегающего шельфа. Препринт Института геологических наук АН УССР. Киев, 1981. 53 с.
  5. Кирьяков П.А. Условия субмаринной разгрузки подземных вод Горного Крыма: авторефер. дисс. … канд. геол.-мин. наук, Киев, 1981. 22 с.
  6. Ahmad ibn Mаjid, A.-S., Tibbetts, G.R. Arab Navigation in the Indian Ocean Before the Coming of the Portuguese: Being a Translation of kitаb al – Fawа id fi usul al - bahr wal – qawа id of Ahmad b. Mаjid al - Najdi; Together with an Introduction on the History of Arab Navigation. Notes on the Navigational Techniques and on the Topography of the Indian Ocean and a Glossary of Navigational Terms. XXVI. Oriental Translation Fund Publications. Royal Asiatic Society of Great Britain and Ireland. London, 1971. P. 614.
  7. Andric M. Ronjenje u Hrvatskoj. Zagreb: Zar Herc, 2009. 251 p.
  8. Arnov B. Fish Florida: Saltwater. VIII. Houston: Gulf Pub. Co., 1991. 232 p.
  9. Bakken T.H., Ruden F., Mangset L.E. Submarine groundwater: a new concept for the supply of drinking water. Water Resour. Manag. 2012. 26 (4). P. 1015—1026.
  10. Beusen A.H.W., Slomp C.P., Bouwman A.F. Global land — ocean linkage: direct inputs of nitrogen to coastal waters via submarine groundwater discharge. Environ. Res. Lett. 2013. 8 (3). P. 34—35.
  11. Burnett K., Wada C., Endo A., Taniguchi M., The economic value of groundwater in Obama. J. Hydrol. Reg. Stud. 2015.
  12. Carvalho L.F., Rocha C., Fleming A., Veiga-Pires C., Anibal J. Interception of nutrient rich submarine groundwater discharge seepage on European temperate beaches by the acoel flatworm, Symsagittifera roscoffensis. Mar. Pollut. Bull. 2013. 75 (1—2). P. 150—156.
  13. Cole J.J., Prairie Y.T., Caraco N.F., McDowell W.H., Tranvik L.J., Striegl R.G., Duarte C.M., Kortelainen P., Downing J.A., Middelburg J.J., Melack J. Plumbing the global carbon cycle: integrating inland waters into the terrestrial carbon budget. Ecosystems. 2007. 10 (1). P. 171—184.
  14. Costa O.S. Anthropogenic nutrient pollution of coral reefs in Southern Bahia, Brazil. Braz. J. Oceanogr. 2007. 55 (4), P. 265—279.
  15. Cuet P., Naim O., Faure G., Conan J.Y. Nutrient-rich groundwater impact on benthic communities of la Saline fringing reef (Reunion Island, Indian Ocean): preliminary results /Choat J.H., Barnes D., Borowitzka M.A./ Contributed Papers. 6th International Coral Reef Symposium Executive Committee. Australia, Townsville. (8th-12th August 1988). V. 2. P. 207—212.
  16. Dimova N.T., Burnett W.C., Speer K. A natural tracer investigation of the hydrological regime of Spring Creek Springs, the largest submarine spring system in Florida. Cont. Shelf Res. 2011. 31 (6). P. 731—738.
  17. Dimova N.T., Swarzenski P.W., Dulaiova H., Glenn C.R. Utilizing multichannel electrical resistivity methods to examine the dynamics of the fresh water — seawater interface in two Hawaiian groundwater systems. J. Geophys. Res. Oceans. 2012. V. 117. C02012.
  18. Fineout G. From ex-Governor, a Novel Plan Springs Forth. Tallahassee Democrat, Tallahassee.
  19. Fischer W.A., Landis G.H., Moxham R.M., Polcyn F. Infrared surveys of Hawaiian volcanoesaerial surveys with infrared imaging radiometer depict volcanic thermal patterns - structural features. Science. 1964. 146 (364). P. 733.
  20. Fleury P., Bakalowicz M., de Marsily G. Submarine springs and coastal karst aquifers: a review. J. Hydrol. 2007. 339 (1—2), P. 79—92.
  21. Gilli E. Deep speleological salt contamination in Mediterranean karst aquifers: perspectives for water supply. Environ. Earth Sci. 2015. 74 (1), P. 101—113.
  22. Greskowiak J. Tide-induced salt-fingering flow during submarine groundwater discharge. Geophys. Res. Lett. 2014. 41 (18). P. 6413—6419.
  23. Hata M., Sugimoto R., Hori M., Tomiyama T., Shoji J. Occurrence, distribution and prey items of juvenile marbled sole Pseudopleuronectes yokohamae around a submarine groundwater seepage on a tidal flat in southwestern Japan. J. Sea Res. 2016. 111. P. 47—53.
  24. Holliday D., Stieglitz T.C., Ridd P.V., Read W.W. Geological controls and tidal forcing of submarine groundwater discharge from a confined aquifer in a coastal sand dune system. J. Geophys. Res. Oceans. 2007. 112 (C4). P. 10.
  25. Hosono T., Ono M., Burnett W.C., Tokunaga T., Taniguchi M., Akimichi T. Spatial distribution of submarine groundwater discharge and associated nutrients within a local coastal area. Environ. Sci. Technol. 2012. 46 (10), P. 5319—5326.
  26. Humboldt A.V., Thrasher J.S. 1856. The Island of Cuba. Derby & Jackson, New York: IPCC, 2013. P. 397. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge. 1535 p.
  27. Hydrologic and Ecologic Inventories of the Coastal Waters of West Hawaii. Water Resources Research Center. University of Hawaii at Manoa, Honolulu / Kay EA, Lau LS, Stroup ED, Dollar SJ, Fellows DP, Young RHF / 1977. WRRC technical report. 105 p.
  28. Judd A.G., Hovland, M., Seabed Fluid Flow: The Impact of Geology, Biology and the Marine Environment. Cambridge University Press, Cambridge; New York, 2007. 475 p.
  29. Kaleris V. Submarine groundwater discharge: effects of hydrogeology and of near shore surface water bodies. J. Hydrol. 2006. 325 (1—4). P. 96—117.
  30. Kohout F.A. Ground-water flow and the geothermal regime of the floridian plateau. Hydrology, 1966. 26. P. 391—413.
  31. Kwon E.Y., Kim G., Primeau F., Moore W.S., Cho H.-M., DeVries T., Sarmiento J.L., Charette M.A., Cho Y.-K. Global estimate of submarine groundwater discharge based on an observationally constrained radium isotope model. Geophys. Res. Lett. 2014. 41 (2014GL061574).
  32. Lapointe B.E., Oconnell J.D., Garrett G.S. Nutrient couplings between on-site sewage disposal systems, Groundwaters, and nearshore surface waters of the Florida keys. Biogeochemistry. 1990. 10 (3). P. 289—307.
  33. Lorenzen J. (Ed.) Geneue Beschreibung der wunderbaren Insel Nordmarsch: 1749/Lorenz Lorenzen. Ver`ffentlichungen des Nordfriisk Instituut. 1982. V. 62. Helmut Buske Verlag, Hamburg.
  34. Lubis R.F., Bakti H. Mata Air Tawar Di Tengah Laut. Geomagz. 2013. 3 (2). P. 38—42.
  35. Masciopinto C., Liso I.S. Assessment of the impact of sea-level rise due to climate change on coastal groundwater discharge. Sci. Total Environ. 2016. P. 569—570, 672—680.
  36. Mejias M., Ballesteros B.J., Anton-Pacheco C., Dominguez J.A., Garcia-Orellana J., Garcia-Solsona E., Masque P. Methodological study of submarine ground-water discharge from a karstic aquifer in the Western Mediterranean Sea. J. Hydrol. 2012. 464. P. 27—40.
  37. MilanoviJ P.T. Water Resources Engineering in Karst. CRC Press, Boca Raton, 2004. FL. 312 p.
  38. Moosdorf N., Stieglitz T., Waska H., Durr H.H., Hartmann J. Submarine groundwater discharge from tropical islands: a review. Grundwasser. 2015. 20 (1). P. 53—67.
  39. Parenzan P. Il Mar Piccolo e il Mar Grande di Taranto. Thalassia Salentina. 1969. 3. P. 19—36.
  40. Perissinotto R., Bornman T.G., Steyn P.P., Miranda N.A.F., Dorrington R.A., Matcher G.F., Strydom N., Peer N. Tufa stromatolite ecosystems on the South African south coast. S. Afr. J. Sci. 2014. 110 (9—10). P. 89—96.
  41. Pironet F.N., Jones J.B. Treatments for ectoparasites and diseases in captive Western Australian dhufish. Aquac. Int. 2000. 8 (4). P. 349—361.
  42. Povinec P.P., Burnett W.C., Beck A., Bokuniewicz H., Charette M., Gonneea M.E., Groening M., Ishitobi T., Kontar E., Kwong L.L.W., Marie D.E.P., Moore W.S., Oberdorfer J.A., Peterso R., Ramessur, R., Rapaglia J., Stieglitz T., Top Z. Isotopic, geophysical and biogeochemical investigation of submarine groundwater discharge: IAEA — UNESCO intercomparison exercise at Mauritius Island. J. Environ. Radioact. 2012. 104. P. 24—45.
  43. Rausch R., Dirks H., Kallioras A., Schuth C. The riddle of the springs of Dilmun — does the Gilgamesh epic tell the truth? Groundwater. 2014. 52 (4). P. 640—644.
  44. Redding J.E., Myers-Miller R.L., Baker D.M., Fogel M., Raymundo L.J., Kim K. Link between sewage-derived nitrogen pollution and coral disease severity in Guam. Mar. Pollut. Bull. 2013. 73 (1). P. 57—63.
  45. Russoniello C.J., Fernandez C., Bratton J.F., Banaszak J.F., Krantz D.E., Andres A.S., Konikow L.F., Michael H.A. Geologic effects on groundwater salinity and discharge into an estuary. J. Hydrol. 2013. 498. P. 1—12.
  46. Sadler H.E., Serson H.V. An unusual polynya in an Arctic Fjord / Freeland H., Farmer D., Levings C. Fjord Oceanography. NATO Conference. Series Springer. US. 1980. P. 299—304.
  47. Stefanon A. Capture and Exploitation of Submarine Springs. Oceanology International, Brighton, UK, 1972. P. 427—430.
  48. Stieglitz T. Submarine groundwater discharge into the near-shore zone of the Great Barrier Reef, Australia. Mar. Pollut. Bull. 2005. 51 (1—4). P. 51—59.
  49. Stieglitz T.C., van Beek P., Souhaut M., Cook P.G. Karstic groundwater discharge and seawater recirculation through sediments in shallow coastal Mediterranean lagoons, determined from water, salt and radon budgets. Mar. Chem. 2013. 156. P. 73—84.
  50. Taniguchi M., Burnett W.C., Cable J.E., Turner J.V. Investigation of submarine groundwater discharge. Hydrol. Process. 2002. 16 (11). P. 2115—2129.
  51. Viso R., McCoy C., Gayes P., Quafisi D. Geological controls on submarine groundwater discharge in Long Bay, South Carolina (USA). Cont. Shelf Res. 2010. 30 (3—4), P. 335—341.
  52. Wiese M. Villagers Enjoy Free Fresh Water Supply. The Fiji Times, Suva, Fiji. 1946.
  53. Williams M.O. Bahrein: port of pearls and petroleum. Nat. Geo. Mag. 2009. 89. P. 198—210.
  54. Zektser I.S., Loaiciga H.A. Groundwater fluxes in the global hydrologic-cycle — past, present and future. J. Hydrol. 1993. 144 (1—4). P. 405—427.
  55. Zektzer I.S., Ivanov V.A., Meskheteli A.V. The problem of direct groundwater discharge to the seas. J. Hydrol. 1973. 20 (1). P. 1—36.

PDF

Ukrainian