Tropienie wód gruntowych daje wskazówki co do migracji naszych przodków i naszej własnej puli genów

W artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Communications, opisującym nowe badania, zasugerowano, że źródła wód gruntowych stanowiły swego rodzaju arterię życiową dla ludzi podczas wczesnych migracji ze Wschodniej Afryki, które miały miejsce około 2 do 1,8 mln lat temu. W tamtych czasach afrykańskie monsuny funkcjonowały w cyklach o długości 23 000 lat, zmieniając wielkość opadów i przeplatając je okresami słabych opadów, co powodowało niedobory wody pitnej. Zespół badawczy prześledził bieg afrykańskich źródeł w różnych okresach, co pozwoliło mu opracować mapę szlaków, które najprawdopodobniej przemierzały tamtejsze populacje, a to z kolei może pomóc w wyjaśnieniu niezrozumiałych anomalii w schematach rozproszenia.

Oprócz wpływu wahań klimatu prace te podkreślają rolę, jaką odgrywa geologia w udostępnianiu wody pitnej. Jak wyjaśnia w artykule kierownik badań, dr Mark Cuthbert: „Doszliśmy do wniosku, że geologia odgrywa naprawdę ważną rolę w kontrolowaniu tego, ile wody z opadów zostaje zmagazynowanych w gruncie podczas okresów wilgotnych. Modelowanie tych źródeł pokazało, że wiele z nich mogło nadal płynąć w czasie długich suchych okresów, ponieważ gruntowe zasoby wody działały niczym bufor chroniący przed zmianą klimatu”.

Interesujące może być też przypuszczenie zespołu, iż źródła te mogły służyć za swego rodzaju ośrodki społeczne dla wędrownych populacji. Stwarzając różnym ludziom możliwość spotkania się, źródła te ostatecznie przyczyniły się do zwiększenia różnorodności genetycznej, a tym samym stanowiły bodziec w ewolucji człowieka.

Rola interakcji między wodami gruntowymi a powierzchniowymi

Najnowsze badania naświetlające życie naszych przodków korzystają z technik i wniosków wypracowanych w ramach finansowanego ze środków UE projektu EPHEMERAL, nad którym prace zakończyły się w 2015 r. Tamte badania poświęcone były temu, jak interakcje między wodami gruntowymi i powierzchniowymi (GSI) regulują pośrednie uzupełnianie zlewni efemerycznych, płynąc jedynie przez krótki czas (od kilku godzin do kilku dni).

Zespół EPHEMERAL, także pod kierownictwem dr. Cuthberta, wykorzystał innowacyjne techniki modelowania komputerowego do przetworzenia informacji pozyskanych w toku szczegółowego monitorowania w terenie oraz zanalizowania zlewni w Nowej Południowej Walii w Australii. Badano naturalne procesy, w których wody powierzchniowe przesączają się przez grunt i uzupełniają zasoby wód gruntowych. Pogłębione poznanie procesów wraz z modelowaniem umożliwiło sprawdzenie przyszłych scenariuszy w odpowiedzi na takie zmienne jak zmiany w użytkowaniu gruntów i zmiany klimatu. Prace prowadzono z myślą o umożliwieniu wykorzystania ich wyników także w przypadku innych zlewni.

Wody gruntowe w warstwach wodonośnych uzupełniane są przez wody powierzchniowe, rzeki i strumienie, a także przez opady. Funkcjonują wówczas jak podziemny zbiornik na wodę, który może złagodzić skutki niedoborów wody na przykład w okresach suszy. Około 20% słodkiej wody na świecie pochodzi z wód gruntowych, które zapewniają wodę pitną około jednej trzeciej populacji świata. Ponadto, wedle raportu opublikowanego niedawno w czasopiśmie Nature, wody gruntowe dostarczają ponad 40% wody wykorzystywanej do nawadniania upraw żywności na świecie.

Rosną jednak obawy, że przy nasilających się niedoborach wody w niektórych częściach globu, powodowanych takimi czynnikami jak zmiana klimatu, urbanizacja i przyrost ludności, poleganie na wodach gruntowych (oraz innych alternatywnych źródłach, jak ścieki) nieuchronnie wzrośnie. Poprzez podkreślenie roli odgrywanej przez geologię w zaspokajaniu zapotrzebowania ludzi na wodę w przeszłości oraz opracowanie modeli możliwych scenariuszy interakcji między wodami gruntowymi a powierzchniowymi, projekt EPHEMERAL wniósł wkład w pogłębienie wiedzy na temat wymogów bardziej zrównoważonego zarządzania zasobami wody.

Więcej informacji:
strona projektu w serwisie CORDIS