TutkimusjulkaisuStagnant aquifer concept Part 2. Small scale artesian systems – Hazeva, Dead Sea Rift Valley, Israel

Pohjavesihydrologian kirjallisuus käsittelee lähes yksinomaan läpivirtaavia pohjavesiesiintymiä eli läpäiseviä kiviainesmassoja, jotka sisältävät vettä kaikissa onteloissaan ja joilla on aktiivinen täydennysrakentaminen, huomattava läpivirtaus ja riittävä purkautuminen. Tässä asiakirjassa tätä kuvaa täydennetään käsittelemällä pohjavesijärjestelmiä, joissa esiintyy todennäköisesti pysähtyneitä pohjavesikerrostumia eli läpäisevien kivilajien muodostamia kokonaisuuksia, jotka sisältävät vettä kaikissa onteloissaan, mutta jotka on suljettu täydennys- ja purkautumiselta ja joissa ei näin ollen ole veden läpivirtausta. Tässä selvityksessä sovelletaan fenomenologista lähestymistapaa, joka perustuu fysiikan, geologian, hydrologian ja kemian ensimmäisiin periaatteisiin, koska pohjavesi on kätkeytynyt neste, jota ei voida suoraan jäljittää.

Hydraulisesti eristettyjä paineistettuja (artesialaisia) pohjavesiesiintymiä on havaittu mioceneenisen Hazeva-muodostuman mannermaisissa kivilajeissa Hazevan alueella Rift Valleyn alueella. Eri akviferit määritellään artesiinikaivoihin nousevien vesien ominaisuuksien, kuten pääionien pitoisuuksien, 14C-pohjaisen veden iän, isotooppikoostumuksen ja hydraulisen korkeuden perusteella.

Erilaiset paineelliset akviferit tulkitaan hydraulisesti eristetyiksi seisoviksi akvifereiksi, koska: (1) mannermaiset isäntäkivet paljastavat runsaasti faasimuutoksia, ja läpäisevät kivet esiintyvät linsseinä, joiden laajuus on rajallinen, ja ne vuorottelevat läpäisemättömien kivien kanssa, (2) nykyinen ilmasto on erittäin kuiva eikä tehokasta uudelleenlatautumista ole havaittu, (3) alueella analysoidut pohjavedet eivät sisällä mitattavissa olevaa tritiumia, ja 14C-ikärajat vaihtelevat 1 000:n ja yli 25 000 vuoden välillä, ja (4) vety- ja happi-isotoopit viittaavat siihen, että uudelleenlatautuminen on tapahtunut erilaisissa paleo-ilmastoissa.

Esitetyn käsitteellisen mallin mukaan nykyisin pysähtyneet pohjavesikerrostumat ovat fossiilisia läpivirtauspohjavesikerrostumia, jotka ovat kukin katkaisseet latautumisen yläpuolisilla läpäisemättömillä sedimenteillä ja joiden purkautuminen on pysäytetty hautautumalla aktiivisen valumapohjan alle. Arteesinen paine johtuu yläpuolella olevien kivien aiheuttamasta tiivistymisestä.