在世界海洋之外，地下水是地球上最大的水库之一。虽然看起来地球上覆盖着广阔的湖泊和河流系统，但它们仅占地球水的 0.01%。事实上，我们现在知道这个星球上的地下水是其地表淡水的 100 倍。

地下水是包含在地球表面之下的水。它储存在岩石内的微小裂缝和土壤颗粒之间的空间中。它可以深入地下，至少长达 10 公里。

作为地下水研究人员，我们对政府和行业如何使用这些广泛的地下水库感兴趣，例如储存液体废物和二氧化碳。但地下水也可能具有尚未揭示的环境功能——这片水体仍然是隐藏的，可供我们探索的窗户很少。

地球上最大的水库之一

虽然至少50年来科学家们已经知道地下水占世界水的很大一部分，但估计的地下水量集中在地壳的上两公里处。

最近一项针对地表以下 10 公里的分析发现，真实体积可能是其两倍大。这些新的估计意味着地下水是最大的水库——甚至超过了南极洲和格陵兰冰盖中的所有水，而南极洲和格陵兰岛长期以来被认为是地球上第二大水库。

以前的地下水估算值较低，因为他们只考虑了较浅深度的地下水。但在地表以下至少 10 公里处发现了可渗透的岩石，并且可以在裂缝和孔隙中保持水分。虽然这些空间只占岩体的一小部分，但它们在上部 10 公里的岩石中加起来有近 4400 万立方公里的水，足以填满 10,000 多个大峡谷。

地下水很重要，因为它可以为家庭、灌溉和工业提供可靠的用水。但这些井的深度往往不到 100 米，而且很少接近一公里。其下方岩石中所含的地下水大部分是咸水，有时比海水咸数倍，不能用于饮用水或灌溉。

科学家们对储存超过一公里深的地下水知之甚少。然而他们已经确定，北美的雨雪可以循环到一到四公里的深处。在这些深处，只有其他来源的古水，与大气最后接触的时间是几万多年前，但有时超过十亿年。

这种深层地下水的循环由驱动流动的力控制，例如地形和岩石的渗透性。例如，雨水和融雪在山区的循环比在较平坦的地区更深。由于不同岩石渗透性的极端变化，地下水在砂岩和石灰岩中的流动速度为每年米，在完整的火成岩和变质岩中流动速度为每年纳米。

深层地下水的环境功能

所有这些都有助于将较深的地下水与浅层地下水资源分开处理。例如，油气产区往往只保护一定深度的地下水，而没有考虑浅层和深层地下水之间的连接强度。

这种假设的脱节也是许多废物隔离项目的基础，包括二氧化碳的地质封存，也称为碳捕获和储存，以及加拿大、芬兰和其他地方的核废物储存库。

深层地下水可能仅与水文循环的其余部分微弱连接，但这并不意味着它们对我们星球的功能不重要。在温度低于 80 摄氏度的大多数地下环境中都发现了微生物，典型的深度为 3 到 4 公里。这种地下生命可能占地球总生物量的 10% 以上，但目前深层地下水循环与地下生命之间的联系在很大程度上尚未探索。

关于深层地下水，显然还有很多东西需要学习。我们进入地下深处的窗口仅限于深矿、石油和天然气井以及少数研究地点。

需要新的方法来了解深层地下水、其环境功能以及与过去和未来深层水文循环其余部分的相互作用。