15000年前的水？不會壞掉嗎？其實並不會，它們被儲存在更深的地下岩層中，最近美國部分地區的水資源可是有點緊缺，他們不得不想一些其他辦法來補充水資源，而更深層的地下水就是他們的目標，那麼這麼古老的水究竟是什麼味道呢？
美國的水危機
依賴科羅拉多河的社群正面臨水危機，米德湖是這條河最大的水庫，自從大約一個世紀前建造胡佛水壩以來，它的水位已經下降到前所未有的水平。亞利桑那州和內華達州正面臨有史以來第一次強制停水，而其他水庫正在釋放水以保持科羅拉多河水電站的執行。
即使是強大的科羅拉多州及其水庫也不能倖免於因氣候變化而惡化的高溫和乾旱，那麼西方將從哪裡獲得水將是一個巨大的問題？
這有一個隱藏的答案：地下。
圖為胡佛水壩
隨著氣溫升高和乾旱使河流乾涸和山地冰川融化，人們越來越依賴腳下的水。目前，地下水資源為近一半的世界人口和大約 40% 的全球灌溉用水提供水資源。但是許多人並沒有意識到這些水的年齡和脆弱程度。
大多數儲存在地下的水已經存在了幾十年，其中大部分已經存在了數百、數千甚至數百萬年。較舊的地下水往往位於地下深處，在那裡它不太容易受到乾旱和汙染等地表條件的影響。隨著較淺的井在城市發展、人口增長和氣候變化的壓力下乾涸，舊地下水變得越來越重要。
古代地下水的味道
地下一千年的水還真有其特殊的味道。它從周圍的岩石中浸出天然化學物質，改變其礦物質含量。一些與地下水年齡有關的天然汙染物，比如促進情緒的鋰，可以產生積極的影響。但還有一些其他汙染物，如鐵和錳，可能會給人類帶來不必要的傷害。
較舊的地下水有時也會太鹹，如果不進行特殊的處理就無法飲用。這個問題在靠近海岸的地方可能更糟：過度抽水會產生空間，將海水吸入含水層並汙染飲用水供應。
古代地下水可能需要數千年才能自然補充。而且，正如加利福尼亞在 2011-2017 年乾旱期間所看到的那樣，天然地下儲存空間在排空時會壓縮，因此無法再填充到以前的容量。這種壓實反過來導致上面的土地開裂、彎曲和下沉。然而，由於乾旱耗盡地表水並且農場更加依賴地下水，今天的人們正在西方鑽探更深的井。
能否鑽更深的井？
然而，這個答案是不可持續的。首先，它很昂貴：大型農業公司和鋰礦公司往往是那種有能力鑽得足夠深的投資者，而小型農村社群則不能。其次，一旦你抽取了古老的地下水，含水層就需要時間來補充。流動路徑可能會被中斷，從而阻斷對泉水、溼地和河流的天然供水。同時，地下壓力的變化會使地球不穩定，導致土地下沉，甚至導致地震。
第三是汙染：雖然深層、富含礦物質的古代地下水通常比年輕、較淺的地下水更清潔、更安全，但過度抽取可以改變這一點。由於缺水地區更多地依賴深層地下水，過度抽水會降低地下水位並抽取可與舊水混合的受汙染的現代水。這種混合會導致水質惡化，從而導致對井深的需求。
地下水的歷史
關心古代地下水還有其他原因。就像真正的化石一樣，極其古老的“化石地下水”可以讓我們瞭解過去。再次想象我們的史前暴雨：15000 年前，氣候與今天大不相同。
今天可以檢測到溶解在古代地下水中的化學物質，打開了通往過去世界的窗戶。某些溶解的化學物質充當時鐘，告訴科學家地下水的年齡。例如，我們知道溶解的碳 14 和氪 18 衰減的速度，因此我們可以測量它們以計算水最後與空氣相互作用的時間。
1950 年代後消失在地下的較年輕的地下水具有獨特的人造化學特徵：原子彈試驗產生的高濃度氚。非承壓含水層的各種成分和特性。例如，氬氣和氙氣等稀有氣體在冷水中的溶解量比在溫水中的溶解度要高，而且沿著一條精確已知的溫度曲線。一旦地下水與空氣隔離，溶解的惰性氣體就沒有太大作用。因此，它們儲存了有關水首次滲入地下時的環境條件資訊。
化石地下水中惰性氣體的濃度提供了我們對上一個冰河時代陸地溫度最可靠的估計。這些發現提供了對現代氣候的洞察，包括地球的平均溫度對大氣中的二氧化碳有多敏感。這些方法支援最近的一項研究，該研究發現二氧化碳每增加一倍，溫度就會升高 3.4 攝氏度。
圖為地下水中的惰性氣體
地下水的過去和未來
一些地區的人們，比如新英格蘭，多年來一直在飲用古老的地下水，幾乎沒有耗盡可用供應的危險。定期降雨和各種水源，包括湖泊、河流和積雪中的地表水提供了地下水的替代品，也為含水層補充了新水。如果含水層能夠滿足需求，就可以持續地使用水。
水的使用和補給如何融入水文迴圈。在那裡，奧加拉拉含水層的古老水為從南達科他州到德克薩斯州的數百萬人和農場提供飲用水和灌溉。如果人們將這個含水層抽乾，自然需要數千年的時間才能重新填滿。它是抵禦乾旱的重要緩衝區，但灌溉和用水密集型農業正在以不可持續的速度降低水位。
隨著地球變暖，古老的地下水變得越來越重要——無論是從廚房水龍頭流出、灌溉糧食作物，還是提供有關地球過去的警告，以幫助我們為不確定的未來做好準備。
