المياه الجوفية العذبة في عرض البحر

المياه الجوفية المخففة في عرض البحر (OFG) هي مياه تحتوي على تركيز إجمالي للمواد الصلبة الذائبة (TDS) أقل من مياه البحر، وتوجد في رواسب وصخور مسامية تقع تحت قاع البحر. وقد تم توثيق أنظمة المياه الجوفية المخففة في عرض البحر في جميع أنحاء العالم، ويُقدر حجمها العالمي بحوالي مليون كيلومتر مكعب ^. [ ^{1 ] وتكتسب} دراستها أهمية بالغة لأنها قد تمثل مصدراً غير تقليدي لمياه الشرب للسكان الذين يعيشون بالقرب من السواحل، لا سيما في المناطق التي تعاني من ندرة موارد المياه الجوفية أو استنزافها. ^{[ 2 ]}

تتميز طبقات المياه الجوفية العضوية (OFG) عادةً بقيم ملوحة أقل من 33 وحدة ملوحة عملية (PSU). وتتواجد هذه الطبقات على عمق أقل من 100 متر، وضمن مسافة 55  كيلومترًا من الساحل، في كل من طبقات المياه الجوفية السيليسية والكربونية على طول الهوامش النشطة والخاملة . تتكون أنظمة طبقات المياه الجوفية العضوية عادةً من عدة أجسام لا يتجاوز سمكها الإجمالي 2 كيلومتر ( الشكل 1 ). 

تتمثل آليات التثبيت الرئيسية لأنظمة الغاز الطبيعي المضغوط (من الأكثر شيوعًا إلى الأقل شيوعًا):

• التغذية النيزكية عن طريق الأمطار، والتي قد تكون حدثًا نيزكيًا قديمًا خلال فترات انخفاض مستوى سطح البحر ، أو تغذية نيزكية نشطة عبر وصلات نفاذة بين طبقات المياه الجوفية البحرية والبرية ( الشكل 2 ). ^{[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}
• تحدث عملية التحول الصخري نتيجة لعمليات التغير اللاحقة للترسيب، مما يؤدي إلى إطلاق المياه العذبة وتراكمها في الرواسب البحرية المدفونة على أعماق كبيرة في ظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة المرتفعة. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}
• الحقن تحت الجليدي وأمام الجليدي، مثل ذوبان الجليد تحت الجليدي، وأنظمة الصرف تحت الجليدي، وانعكاس اتجاه تدفق المياه الجوفية بالنسبة لأنماط التدفق الحالية. ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}
• تحلل هيدرات الغاز نتيجة لتغير درجات الحرارة أو الضغوط، مما يؤدي إلى إطلاق مياه مسامية منخفضة الملوحة. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}

تؤثر البيئات الجيولوجية بشكل كبير على تطور حقول النفط والغاز البحرية: إذ تتواجد معظمها في مواد سيليسية خشنة، بمسامية تتراوح بين 30% و60%، نتيجة لتباين النفاذية (بين الرمل والطين بشكل رئيسي). ^{[ 19 ]} كما أن للتدرجات الطبوغرافية تأثيراً بالغاً على ترسب حقول النفط والغاز البحرية ^{[ 1 ]} ، حيث يُعد التدفق الناتج عن التضاريس أحد أهم الآليات التي تتحكم في تصريف المياه العذبة في عرض البحر.

يمكن استخدام طرق مختلفة لتوصيف وتقييم حالات حدوث OFG:

• تؤدي طرق الحفر وأخذ العينات اللبية والتسجيل السلكي إلى توصيف كل من الرواسب ( مثل حجم الحبيبات والخصائص الهيدروليكية ) ومياه المسام من خلال التحليل الجيوكيميائي ( مثل تركيزات الملوحة والكلوريد ). ويمكن بعد ذلك تحديد المقاومة الكهربائية والمسامية والكثافة وسرعات الصوت ومحتوى أشعة جاما ودرجة الحرارة وقياسات مقياس التدفق من خلال القياسات في الموقع .
• توفر طرق المسح الزلزالي الانعكاسي قيودًا غير مباشرة على عدم التجانس الذي يتحكم في توزيع الغازات العضوية. ^{[ 20 ]} يُستخدم المسح الكهرومغناطيسي، الذي يتم جمعه عادةً باستخدام أنظمة المصدر الكهرومغناطيسي المتحكم فيه ، للتمييز بين المناطق المشبعة بالمياه المالحة (الأقل مقاومة) وتلك التي تحتوي على مياه جوفية عذبة (الأكثر مقاومة) ^{[ 21 ]} ( الشكل 3 ).
• يمكن أن تؤدي أساليب النمذجة العددية إلى تحديد كمية وضع OFG في بيئات الجرف القاري على مدى فترات زمنية جيولوجية ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]}

تحظى أنظمة الطاقة الشمسية العضوية باهتمام متزايد نظرًا لإمكانية استخدامها كمصدر غير تقليدي لمياه الشرب في المناطق الساحلية، حيث تتعرض موارد المياه الجوفية للاستنزاف أو التلوث بسرعة. ^{[ 2 ]} يعيش 60% من سكان العالم في مناطق تعاني من إجهاد مائي ^{[ 26 ]،} والذي يُعرَّف بأنه نسبة إجمالي سحب المياه إلى إمدادات المياه السطحية والجوفية المتجددة المتاحة ( الشكل 1 ). يؤثر تغير المناخ والنمو السكاني السريع والتوسع الحضري سلبًا على الإجهاد المائي، لا سيما في المجتمعات الساحلية. ^{[ 27 ]} لذلك، اقتُرحت أنظمة الطاقة الشمسية العضوية كمصدر بديل للمياه العذبة للتخفيف من ندرة المياه واستنزاف المياه الجوفية في المناطق التي تعاني من إجهاد مائي. ^{[ 26 ]}