在干旱地区进行矿业开采要负责任，我们必须改变对水的看法

美国马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的研究团队与阿拉斯加大学安克雷奇分校和哥伦比亚大学合作，进行了迄今为止在干旱安第斯地区（智利、阿根廷和玻利维亚）进行的最广泛的水文示踪分析。这个地区拥有世界上大部分锂矿床以及其他元素，如铜，它们是绿色能源过渡的关键，可以实现从石油向电力的转变。然而，干旱安第斯地区以及其他极度干旱的地区对任何可能扰乱地表和地下水的存在、组成和流动的活动非常敏感，比如采矿。然而，迄今为止，对极端干旱景观中水文系统的确切运作方式没有可靠的全面理解，这意味着环境监管机构没有他们所需的信息来最好地管理采矿行业和转向更环保可持续未来。

该研究发表在PLOS Water杂志上。研究团队之一的Brendan Moran表示：“我们一直对水的认知存在误区。通常我们假设水就是水，并以相同的方式管理所有的水资源，但我们的研究表明，在干旱安第斯地区实际上存在两个非常不同的水资源，并且它们对环境变化和人类使用的反应也截然不同。”

水对于锂尤为重要，锂是电动车、混合动力车和光伏系统等产品中强大电池的关键组成部分。然而锂不喜欢呈固态，往往存在于火山灰层中，但它会迅速与水反应。当雨水或融雪穿过火山灰层时，锂会渗入地下水，沿着山势向下流动，最终沉积在一个平坦的盆地中，以溶解状态存在，形成富含水和锂的咸水混合物。由于这种盐水非常密集，通常会沉积在一些淡水表层水域下面，而这些淡水和咸水的泻湖和湿地通常成为独特而脆弱的生态系统和标志性物种（如火烈鸟）的避难所，它们由不同类型的水组成，那么我们如何区分这些水的类型？

Moran和他的合著者包括马萨诸塞大学阿默斯特分校地球科学教授David Boutt以及阿拉斯加大学地质科学教授Lee Ann Munk，之前已经开发了一种方法，通过使用氚（3H）以及氧同位素18O和氢同位素2H的比值来确定任何给定水样的年龄并跟踪其与地貌的相互作用。“这让我们得到了水的相对年龄。”Moran说。“它是‘老的’吗，也就是说，它是在一个多世纪以前降落的，还是‘当代的’水，是几周至几年前降落的？”

18O和2H之间的比值还使团队能够追踪水蒸发的程度。“18O/2H的比值就像一个特定的指纹，因为不同的水源——如小溪或湖泊——会有不同的比值。这让我们知道水来自哪里，以及它在地表附近停留了多长时间并且没进入地下。”

对于这项新研究，Moran和Boutt与干旱安第斯地区的利益相关方合作，对整个地区几乎每一个水源进行了采样——考虑到干旱安第斯地区的恶劣条件和人口稀少，这是一项前所未有的壮举，并测量了它们的各种同位素。

这样做使他们发现老水和年轻水实际上并不混合，并且表现出非常不同的特性。

Boutt说：“深层老地下水维持着整个干旱安第斯地区的水文系统。”“只有20%至40%的水是当代地表水——但这是最容易受到气候变化、风暴周期和采矿等人类活动影响的水。科学家过去曾认为，地表水是最稳定的水，因为它不断被径流补给，但在像干旱安第斯这样极端干旱的地方，情况并非如此。问题在于，这种对水运作方式的新认识尚未被纳入任何管理系统。”

这一发现的影响是立竿见影的，Moran表示其中最重要的之一是保护各种管道——小溪、河流、渗泉等——这些是新鲜的年轻雨水流入至关重要的泻湖和湿地的途径。这也意味着管理者需要制定不同的方法来管理年轻水和老水——没有一揽子方法适用于所有情况。

Boutt指出，也许最重要的是，“我们在干旱安第斯看到的情况代表了所有极端干旱地区的水文情况——包括美国西部。这也不仅限于锂采矿。”

“全球干旱地区的水资源运作方式都是一样的，”Moran补充说，“因此，世界各地的水资源管理者需要了解他们水的年龄和来源，并实施正确的政策来保护它们不同的水文循环。”