Лазер раскрывает тайную жизнь воды в почве

Исследователи из Университета Канзаса под руководством профессора Дэниела Хирмаса адаптировали сканер многострочной лазерной триангуляции (MLT) для изучения движения воды в почве. Этот метод позволяет с высокой точностью картировать крупные поры (макропоры) в сухой почве, которые играют ключевую роль в преференциальном потоке — процессе, при котором большая часть воды проходит через относительно небольшое число крупных пор. В эксперименте визуальный рисунок прохождения синего красителя через насыщенный водой образец почвы практически полностью совпал с картиной, полученной с помощью лазерного сканирования того же сухого образца.

Точное прогнозирование движения воды критически важно для управления водными ресурсами. Оно позволяет эффективнее использовать воду в сельском хозяйстве, предсказывать пополнение водоносных горизонтов в засушливых регионах, оценивать риски эрозии и стока, а также понимать, как питательные вещества переносятся в почве. Способность прогнозировать насыщенную гидравлическую проводимость почвы — ключевой параметр, определяющий скорость движения воды, — помогает моделировать реакцию экосистем на изменение климата.

«MLT-сканер лучше обнаруживает и картирует макропористость почвы, когда она сухая, по сравнению с состоянием насыщения водой», — отмечает Дэниел Хирмас. Используя математические модели для пересчета данных между этими двумя состояниями, ученые могут делать точные прогнозы о движении воды, что открывает новые возможности для почвенной гидрологии и рационального природопользования.