研究人员开发了一项模拟，揭示了整个大陆地下水的模式。在经过三年的调查，检查从一侧海岸到另一侧海岸的地下水后，结果表明了每一滴雨水或融化的雪花在返回淡水溪流之前所经历的隐藏旅程。这个过程追踪了水从地表到深地下再回升的路径，有时在被埋藏了10到10万年后，水可以在离它原来的地方多达100英里的地方重新浮现。
来自普林斯顿大学和亚利桑那大学的研究人员开发了一项模拟，揭示了大陆规模的地下水模式。这一成果源于三年的全面调查，从海岸到海岸，绘制出每一滴雨水或融化的雪花在重新出现于淡水溪流之前的隐秘旅程。这项研究追踪水从陆地表面下潜到深地下的显著深度，然后再回升，有时在经历了10到令人惊讶的10万年地下旅程后重新浮现，距离源头可达到100英里。
这项模拟于1月6日在《自然水》期刊上发布，表明雨水和融化的雪远比以往认知的下潜更深。发现的河流和溪流中的一半以上水源于以前认为过于深而无法与地表水连接的含水层。这些惊人的发现对监测污染水平和预测气候变化将如何影响地下水资源具有重要意义，地下水资源为美国一半居民提供饮用水。
这项模拟覆盖了整个美国大陆以及加拿大和墨西哥的部分地区，追踪地下水的流动，并量化它在进入超过300万平方英里（785万平方公里）区域的溪流之前所经历的惊人距离和深度。研究团队利用先进的水文学模拟，能够跟踪水在地下系统中的流动。
研究小组由普林斯顿大学高草地环境研究所的教授、威廉和埃德娜·麦卡利尔工程与应用科学讲席教授里德·麦克斯韦（Reed Maxwell）；前普林斯顿大学副研究学者（目前在中国中山大学）的杨晨（Chen Yang）；以及亚利桑那大学的教授劳拉·康登（Laura Condon）组成。
他们发现地下水可以在地下旅行数百公里后再以溪流的形式浮现。尤其在中西部，地下水可以穿越长距离——尤其是在山区与平原交界的地方。在落基山脉基部的一条重要地下水通道的测量结果为148英里（238公里）。研究还强调了与地下水相关的广泛连接网络：几乎90%的美国流域从邻近区域获取水源，然后再转移到其他地方。
这些发现具有巨大的重要性。尽管隐藏在视线之外，地下水占世界未冻结淡水的99%，并为1.45亿美国人提供饮水。此外，它在我们的粮食生产中扮演着至关重要的角色，为全球农业的60%提供灌溉。然而，地下水正在以惊人的速度被枯竭，对其建模长期以来一直面临挑战。这项研究引入了新的回顾性分析和预测模拟，提供了一种监测这一重要资源的方法，并理解石油和天然气公司等来源泄漏的广泛影响。
麦克斯韦指出：“流域之间的连接不仅对溪流有重要性，它们还表明污染物在地下水中停留的时间。像硝酸盐和PFAS这样的广泛污染物可以经历这些广泛的旅程到达溪流，给其管理带来复杂性，并延长其存在时间。”
另一个重要的新发现是，来自极深含水层的地下水对溪流有显著影响。麦克斯韦研究团队发现，来源于10到100米下面的含水层的地下水对56%研究的子流域的基流贡献了超过一半。最大深度出现在地形梯度最陡的地区，如落基山脉和阿巴拉契亚山脉。
