La letteratura di idrologia delle acque sotterranee si occupa quasi esclusivamente di acquiferi a flusso continuo, cioè corpi di rocce permeabili che contengono acqua in tutti i loro vuoti, e hanno una ricarica attiva, un apprezzabile flusso continuo e un adeguato scarico. Il presente articolo aumenta questo quadro affrontando i sistemi di acque sotterranee con la probabile presenza di acquiferi stagnanti, cioè corpi di rocce permeabili che contengono acqua in tutti i loro vuoti, ma sono sigillati dalla ricarica e dallo scarico, e quindi non hanno un flusso di acqua passante. Un approccio fenomenologico, basato sui primi principi della fisica, della geologia, dell’idrologia e della chimica, è applicato nel presente resoconto perché l’acqua freatica è un fluido nascosto che non può essere tracciato direttamente.

Acquiferi pressurizzati idraulicamente isolati (artesiani) sono identificati in rocce continentali della Formazione Hazeva, Miocene, nella zona di Hazeva, all’interno della Rift Valley. I diversi acquiferi sono definiti dalle proprietà delle acque che salgono nei pozzi artesiani, per esempio la concentrazione degli ioni principali, l’età dell’acqua basata sul 14C, la composizione isotopica e le teste idrauliche.

I diversi acquiferi pressurizzati sono interpretati come acquiferi stagnanti idraulicamente isolati perché: (1) le rocce ospitanti continentali rivelano un alto grado di cambiamenti di facies, e le rocce permeabili si presentano in lenti di estensione limitata, alternate a rocce impermeabili, (2) il clima attuale è estremamente arido e non si osserva alcuna ricarica effettiva, (3) le acque sotterranee analizzate nella regione non contengono trizio misurabile, e le età 14C vanno da 1000 a più di 25 000 anni, e (4) gli isotopi di idrogeno e ossigeno indicano che la ricarica è avvenuta in diversi paleoclimi.

Secondo il modello concettuale suggerito, gli acquiferi attualmente stagnanti sono acquiferi fossili a flusso continuo che sono stati tagliati fuori dalla ricarica dai sedimenti impermeabili sovrastanti e il loro scarico è stato fermato dalla sepoltura sotto la base attiva del drenaggio. La pressione artesiana è attribuita alla compattazione da parte delle rocce sovrastanti.