Ученые используют радиоактивные трассеры для определения возраста воды в реках

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL) и их коллеги изучили смесь возрастов воды в ручье Провиденс-Крик (Калифорния, США) с помощью природных радиоактивных изотопов: трития (³H), натрия-22 (²²Na) и серы-35 (³⁵S). Концентрация этих изотопов уменьшается из-за радиоактивного распада по мере того, как вода проводит больше времени под землей. Используя эту комбинацию изотопов с различными периодами полураспада (12.3 года, 2.6 года и 87 дней соответственно), команда смогла определить смесь возрастов воды в потоке.

Эта информация помогает понять, как подповерхностный слой «отбирает» воду из хранилищ для формирования речного стока. Ученые обнаружили, что во время засушливых условий в Провиденс-Крике сток в основном состоит из старой грунтовой воды, а во влажные периоды включает более молодую воду. На основе смеси возрастов речной воды команда также смогла оценить, сколько воды водораздел Провиденс-Крик хранит в подповерхностном слое — около 3 метров.

«Это первое исследование, которое показывает, как мы можем использовать космогенные радиоактивные изотопы для раскрытия динамического поведения водораздела и определения структуры подповерхностного слоя», — сказал ведущий автор статьи, ученый LLNL Ате Виссер. Работа опубликована в журнале Water Resources Research.