المناطق الواقعة تحت الأرض والبحيرات: المجاري المائية دون الإقليمية

إن عالم اليوغا الذي يمتد من سطح الأرض يكمن في عالم مخفي من المياه، وما زال يتجمع بين الأنهار والبحيرات شبه القارية التي تُستقصى من المستكشفين والعلماء منذ قرون، وعلى عكس مسارات المياه السطحية والبحيرات، فإن هذه الطرق المائية موجودة تماماً في القشرة، وتُملأ الكهوف القديمة، وتحافظ على النظم الإيكولوجية الفريدة التي لا ترى ضوء الشمس، وهي ليست مجرد فضول نهرية.

إنشاء ريفر وبحيرات تحت الأرض

إن إنشاء المجاري المائية الجوفية عملية بطيئة لا تطاق، تقودها المياه نفسها، وترتفع مياه الأمطار وصهر الثلوج إلى الأرض، وتلتقط ثاني أكسيد الكربون من التربة، وتتكون من حمض الكربون ضعيف، وتتحول المياه الحمضية إلى كسور في حجر الأساس، ولا سيما في المناطق التي تهطل فيها الصخور القابلة للذوبان مثل الحجري، أو الممرات الدولوميتية، أو الكهوف الداكية، في نهاية المطاف إلى ملايين السنين.

كرست لانديسكاب وحل

إن أكثر الأماكن شيوعاً في المجاري المائية دون الإقليمية هي كربونات الكارست ]، التي تتسم بخروط مائية قابلة للذوبان وبه مائي متطورة جداً، وفي مناطق الكارست، كثيراً ما تختفي المجرى السطحي في حفرة أو حفرة ابتلاع، وتدخل شبكة من المنظرات التي قد تسافر أميال قبل ظهورها في الربيع.

Lava Tubes

لا يمكن أن تنقش جميع الأنهار الجوفية بسبب التفكك الكيميائي، ففي المناطق البركانية، يمكن أن يتدفق الحمم البازلية في قنوات تبرد وتوطد على السطح بينما تظل الواجهة الداخلية مكتظة، وعندما يزول الثوران ويستنزف الموائل، يظل الأنبوب الهولوجي.

Glacial and Subglacial Rivers

وعلى الرغم من أن أغطية الجليد والأنهار الجليدية في قاع البحر، فإن مياه الميثان في القنوات التي تنقش في حجر السرير أو عبر الجليد نفسه، وهذه الأنهار الفرعية والبحيرات هي من أكثر الطرق المائية تطرفاً، وهي موجودة تحت ضغط مرتفع ودرجات حرارة قريبة من الزحام، وفي أنتاركتيكا، اكتشفت مئات البحيرات الفرعية ذات الصلة في القارة.

خصائص المجاري المائية دون الإقليمية

وتظهر الأنهار والبحيرات تحت الأرض خصائص تفصلها عن الأجسام السطحية، وتتشكل خصائصها المادية والكيميائية بعزلة عن ضوء الشمس، ودرجات الحرارة الثابتة قرب درجة الحرارة السطحية السنوية، وطول الاتصال بالروك.

الهيدرولوجيا ورفوف الوريد

ويمكن أن تتراوح الأنهار تحت الأرض من حيل أقل من متر إلى عذاب تملأ الممرات الكهرمائية بأكملها، مثل ريو كاموي في بورتوريكو، حيث أن معدلات الاندفاع في قرون الكاراتية قد تكون مرتفعة بشكل مفاجئ، حيث تتجاوز عدة أمتار مكعبة في الثانية، لأن المواسير تعمل كثيفة، غير أن تدفق المياه يلبي بشدة من سقوط الأمطار؛

كيميائيات المياه وعلمها

فالماء في كهوف الحجر الجيري عادة ما يكون صعباً، غنياً بالكالسيوم والكربونات، وكثيراً ما يكون مطهراً فيما يتعلق بالعجلات، مما يؤدي إلى تكوين مادة سامية من مادة التحلل الحراري، وفولاغميتات، وفلوريد الزهر، وفقد الماء ثاني أكسيد الكربون في الهواء الكهف، ولكثير من البحيرات الجوفية وضوح استثنائي لأن الرسوبيات المعلقة تستقر في بيئة واضحة.

الظلام والدرجة

فالظلام الكلي يحدد عالم دون المحيط، ولا يوجد أي اختراقات لضوء الشمس خارج منطقة الدخول، ولذلك فإن التليف الضوئي يستحيل، وهذا الغياب للضوء يملي البيئة: فالانتاج الأولي يعتمد على التخدير الكيميائي أو المادة العضوية الخالصة التي تغسل من السطح، ولا تزال درجات الحرارة في الكهوف العميقة ثابتة بشكل ملحوظ، وذلك عادة في حدود درجات حرارة سنوية قليلة(15).

تكنولوجيات الاستكشاف والرسم

وقد تطورت مياه الأنهار والبحيرات الجوفية وتوثيقها من المكوث المادي البحت إلى الاستشعار عن بعد بواسطة تكنولوجيا عالية، حيث تجمع المستكشفون الحديثون بين العمل التقليدي بالحبل والغطس مع أدوات متطورة للكشف عن الهندسة المخبأة للسطح الفرعي.

الإنقاذ التقليدي والغطس

]Cave diving] is one of the most challenging and dangerous techniques for exploring underwater hydro margins. Divers use specialized equipment-redant breathe systems, guide lines, powerful lights-to penetrate sumps (water-filled sections of hydros). The risk of sil-out, equipment failure, or gas caema requires rigorous training and teamhawork.

سونار ورسم الخرائط الصوتية

وفي التجويفات المغرقة التي يكون فيها الاستكشاف المباشر محدوداً، فإن sonar] (الملاحة الصوتية والتمديدات) توفر وسيلة لقياس الأعماق والخرطوم المعبرة، ويمكن أن تخلق هذه الأدوات المسطحة من خطوط البحيرات، التي تُستخدم في خرائط مسطحة من ثلاثة أديان.

الرادار والكهرباء

ومن السطح، ]المحطة: صفر[[ رادار التنقيب عن المياه الجوفية ]المحطة: ١[ و ]الإطار: ٢[ ]الإطارات الفوقية[ ]الإنبعاثية[، يمكن أن يكشف عن فراغات ومناطق تضخم المياه دون أي دخول، وترسل تقديرات للكهرباء الى الأرض وتصدر صوراً للكميات الكهرمائية من هذه الحدود.

LiDAR and Photogrammetry in Caves

وبمجرد الوصول إلى الكهف، فإن قياسات الصور الأرضية، باستخدام سلسلة من الصور المتداخلة، يمكن أيضاً إعادة بناء الهندسة الملوِّثة في اللون، عندما يقترن ذلك ببيانات الغدر، تنتج هذه الأساليب توائماً رقمياً كاملاً.

الأثر الإيكولوجي للنظم المائية دون الإقليمية

والأنهار والبحيرات الجوفية ليست قنوات معقمة؛ فهي تستضيف نظما إيكولوجية متنوعة تطورت في عزلة لملايين السنين، وهذه المجتمعات المائية دون الإقليمية من أكثر المجتمعات حساسية وحساسية على الأرض.

Unique Fauna: Troglobites and Stygobites

Organisms that spend their entire life in hectares are called troglobites (terrestrial) or stygobites[FodT] (aquatic)

Food Webs in Darkness

وبدون توافر الشمس، تكون قاعدة شبكة الأغذية دون الإقليمية هي البكتيريا الكيماوية ، و] الإضرار بالنظم الإيكولوجية ذات المصدر المنخفض، و التي تغسلها من السطح.

Conservation Hotspots

ونظراً لعزلتها وأنواعها المتخصصة، فإن النظم الإيكولوجية المائية دون الإقليمية هي أولويات للحفظ، إذ أن العديد من الأنواع البتيغوبيكية لها نطاقات محدودة للغاية؛ ويمكن أن يؤدي حدوث تلوث أو تغيير في الهيدرولوجيا إلى الانقراض، ويعترف الاتحاد بأن حيوانات الكهف هي إحدى أكثر المجموعات تعرضاً للخطر في العالم، ويحتاج حماية المجاري المائية الجوفية إلى الحفاظ على كامل مساحة الصيد، نظراً لأن استخدام الأراضي السطحية في الزراعة والتعدين والتنمية الحضرية يؤثران على نوعية المياه.

Importance as Freshwater Resources

والأنهار والبحيرات الجوفية ليست كنوز بيولوجية فحسب، بل أيضا مصادر حرجة للمياه العذبة للسكان. مستودعات مياه كارست ] توفر مياه الشرب لحوالي 25 في المائة من سكان العالم، مع الاعتماد الشديد بصفة خاصة في الصين وجنوب آسيا ومنطقة البحر الكاريبي ومنطقة البحر الأبيض المتوسط.

الأكواب والربيع

The condust underground rivers act as highly permeable pathways within karst layers. Water that sinks into the ground can travel rapidly-sometimes kilometers per day-emerging at springs that are often the only water source for local communities. Classwater examples include the Edwards AquiferT:1]

تخزين المياه الطبيعية وإخلاءها

ويمكن للبحيرات الجوفية في الكهوف أن تخزن كميات كبيرة من المياه - التي تتجاوز ٠٠٠ ١٠٠ متر مكعب، ولأن المياه عادة ما تُغرق عبر الصخور والرواسب، فإنها غالبا ما تكون واضحة و منخفضة في الصلبات المعل َّقة، وإن كانت قد تحتاج إلى معالجة للمسببات المرضية إذا دخل التلوث السطحي إلى النظام، فدرج الحرارة الثابتة للمياه الجوفية تجعله عازلا حراريا فعالا، وتستعمل مجتمعات كثيرة الينابيع كمصادر مياه موثوقة حتى أثناء الجفاف.

تطبيقات الطاقة الحرارية الأرضية

وفي بعض المناطق البركانية، ترتبط الأنهار الجوفية بنشاط الحرارة الأرضية، فالنوابع الساخنة والمروجين هي تعبيرات سطحية عن المياه الجوفية المسخنة التي تدور عبر الكسور والمجاري، وتسخر بلدان مثل أيسلندا ونيوزيلندا هذه الطاقة الحرارية الأرضية للكهرباء والتدفئة، ويمكن للبحيرات دون الإقليمية في البيئات البركانية أن تحتوي على مياه ساخنة غنية بالمعادن تستخدم في السياحة بالينوثيرا.

الأخطار وحفظها

وتواجه المجاري المائية الجوفية تهديدات متعددة من الأنشطة البشرية، كثيرا ما تتفاقم بسبب صعوبة رصد وإدارة النظم الخفية.

التلوث والاستمرارية

ونظراً لأن طبقات المياه الجوفية الكارستية تفتقر إلى القدرة على التصفية في وسائط الإعلام المباحية، فإن الملوثات يمكن أن تسافر بسرعة وبعيدة عبر القنوات، كما أن تسرب المياه، والهروب الزراعي الذي يحتوي على الأسمدة ومبيدات الآفات، والمواد الكيميائية الصناعية يمكن أن تخفض نوعية المياه في الأنهار والبحيرات الجوفية خلال ساعات، وقد تبين من تجارب التتبع أن الملوثات من حفرة المغسلة قد تظهر في ملوثات مياه القفزة في مائية.

Over-Extraction and Groundwater Depletion

وقد يؤدي الضخ المفرط من طبقات المياه الجوفية الكارستية إلى خفض منضدة المياه، مما يؤدي إلى جفاف مياه الينابيع، وإلى انخفاض البحيرات الكهوفية، وإلى أن تصبح عدسات المياه العذبة الساحلية سحلية، وفي يوكاتان، أدت التنمية السياحية السريعة والنمو السكاني إلى الإفراط في الإغراق في عدسة المياه العذبة، مما أدى إلى تطفل المياه المالحة في حواشي ذات أهمية حيوية بالنسبة لمياه الشرب والنظم الإيكولوجية الفريدة.

Climate Change Impacts

وتؤثر أنماط التهطال المتغيرة على إعادة شحن المجاري المائية الجوفية، وفي العديد من مناطق الكارست، تزيد أحداث سقوط الأمطار الأكثر كثافة من خطر الفيضانات ودخل الرواسب في الكهوف، بينما تؤدي فترات الجفاف الطويلة إلى انخفاض جداول المياه وملوثات التركيز، كما أن ارتفاع مستويات سطح البحر يدفع أيضاً بزراعة المياه المالحة إلى طبقات المياه الجوفية الساحلية، بالإضافة إلى أن درجات الحرارة الأكثر دفئاً قد تغير معدلات تفكك المادة العضوية في التربة، مما يغير من حيث تغذي الكائنات.

استراتيجيات الحفظ

(ج) حماية المجاري المائية دون الإقليمية تتطلب إدارة متكاملة للسطح وشبه السطح، وإنشاء مناطق محمية [(FLT:0)] تشمل مستجمعات مياه كارست بأكملها، بما في ذلك مناطق التغذية، والثقوب، والمنافذ الربيعية - وهي مجالات حاسمة، ويمكن أن تحد أنظمة الترميز من الزراعة والتعدين والتفشي الحضري على نظم الكهوف الحساسة.

إن الأنهار والبحيرات تحت الأرض لا تزال واحدة من آخر الحدود على الأرض - المهددة ولكنها لا غنى عنها، إذ أنها تربط العالم السطحي بالسطح العميق، وتؤثر على المناظر الطبيعية، وتوفر المياه والطاقة، والأشكال التي تحد من فهمنا للبيولوجيا، وبما أن التكنولوجيا تحسن قدرتنا على استكشاف هذه النظم ونموذجها، فإنه يجب علينا أيضا أن نعزز التزامنا بحمايتها، فالمياه المظلمة التي تتدفق تحت أقدامنا ليست منفصلة عن السطح.