大盐湖下方潜藏着一个巨大的淡水储层

犹他大学的研究人员分析了数据，发现淡水填充在该湖高盐度地表下的沉积物中，深度达3至4公里，约合10,000至13,000英尺。这项基于直升机的调查是在去年进行的，此前科学家在法明顿湾裸露湖床的部分区域观察到淡水在压力作用下涌出，形成了覆盖着茂密芦苇的不寻常土丘。

第一作者迈克尔·日丹诺夫表示，这项研究标志着航空电磁（AEM）技术首次成功探测到大盐湖表面导电薄层盐水下的淡水。该团队还绘制了法明顿湾地下淡水延伸的范围，并通过识别下伏基底结构估算了水饱和沉积物的深度。

“我们能够回答这个潜在储水层有多深，以及它在湖东缘下方的空间范围有多大。如果你知道深度，知道宽度，知道孔隙空间，你就可以计算出潜在的淡水体积，”地质与地球物理系杰出教授、电磁建模与反演联合会（CEMI）主任日丹诺夫说道。

州政府资助的新发现含水层研究

这些发现发表在《自然》旗下的期刊《科学报告》上。这项工作是犹他大学地质与地球物理系领导的一项更广泛研究计划的一部分，由犹他州自然资源部资助。其目标是更好地了解大盐湖——西半球最大的终端湖——地下的地下水情况。

资深教员和研究生为这项正在进行的工作做出了贡献，该工作已经产出了另外两项研究，预计还会有更多成果。

新结果表明，淡水可能正在向地下移动，流向湖泊内部，而不是停留在边缘，这是科学家通常预期的情况。地下水研究的合著者、水文学家比尔·约翰逊强调了这种模式是多么不寻常。

“出乎意料的部分不是我们在干盐湖地表附近看到的盐透镜体。而是它下面的淡水向湖泊内部延伸得如此之远，甚至可能延伸到整个湖泊下面。我们还不清楚，”约翰逊在最近做客KPCW的《酷科学无线电》节目时说道。“作为水文学家，我们通常预期卤水会占据该湖泊下方的整个空间。它的密度比淡水大。你会预期来自山区的淡水在边缘某处进入。但我们发现它正在进入内部。而且似乎有大量深层淡水从那个盐透镜体下面涌入。”

淡水有助于减少有毒粉尘

这项研究是由近年来法明顿湾干涸湖床上出现的圆形土丘引发的。这些地貌直径达50至100米，上面覆盖着高达约15英尺的芦苇。随着湖水水位的下降，约800平方英里的裸露湖床已成为影响周边社区的粉尘污染源，且日益严重。

约翰逊和他的同事正在调查是否可以安全地利用承压地下水来减少含有有害金属的粉尘。

“这种地下水具有有益效应，我们需要在开采更多地下水之前了解这一点。首要目标是了解我们是否可以利用这些淡水湿润粉尘热点，并以有意义的方式抑制它们，同时不过度扰动淡水系统，”约翰逊说。“对我来说，这是一个主要目标，因为它非常实用，而且我们不太可能注满法明顿湾和干盐湖的其他部分，以避免高海拔地区出现一些粉尘点。这将是一个解决该问题的绝佳方法。”

约翰逊与包括迈克·索恩和基普·所罗门在内的同事正在寻求资金，以将研究范围扩大到湖泊的更大部分区域。

航空调查揭示地下结构

在这项研究中，科学家利用航空电磁调查测量了地下约100米深处的电阻率，从而能够区分淡水和更容易导电的盐水。为了开展这项工作，约翰逊和日丹诺夫聘请了一个加拿大地球物理团队，于2025年2月驾驶悬挂在直升机下方的仪器进行飞行。该飞机在法明顿湾和羚羊岛北部完成了10条东西走向的调查测线，总覆盖里程达154英里。

日丹诺夫的团队利用这些数据绘制了地下淡水与盐水交汇的位置图。其中一个覆盖芦苇的土丘正好位于淡水穿过湖底不透水层裂隙上升的地点上方。

“红色代表高导电性，蓝色代表高电阻，”日丹诺夫在解释地图时说道。“你可以清楚地看到近地表是盐水，10米以下是高电阻的淡水。你可以清楚地看到它无处不在。”

3D成像揭示深层地质特征

CEMI研究小组开发了一种方法，通过结合航空电磁数据和磁法测量来创建详细的地下3D图像。利用这种方法，该团队制作了一个延伸至法明顿湾深处的层析成像模型，为该地区的地质和水文框架提供了新的见解。

他们的分析表明，干盐湖下方的基底相对较浅，深度不到200米，随后急剧下降至3到4公里的深度。这种急剧过渡发生在其中一个芦苇土丘下方，标志着一个值得进一步研究的主要构造边界。

“这就是为什么我们需要调查整个大盐湖。这样我们就能知道顶部和底部的情况，”日丹诺夫说。“为了研究顶部，我们使用航空电磁方法，这能为我们提供盐层的厚度以及淡水在盐层下开始的位置。为了研究底部，我们使用磁法数据。我们使用不同的技术来研究这些淡水饱和沉积物的垂直范围，以找到基底的深度。”

尽管这项初步研究只覆盖了湖泊的一小部分，但日丹诺夫认为将航空调查扩展到整个湖泊1500平方英里的区域是可行的。

一项全面的调查可以为区域水资源管理决策提供支持，并有助于指导在世界各地终端湖下寻找淡水的类似工作。