हर साल, ग्रैंड कैन्यन नेशनल पार्क के लाखों आगंतुक एक पानी के स्टेशन पर रुकते हैं, अनजाने में कि उनकी प्यास उत्तरी रिम पर रोअरिंग स्प्रिंग्स नामक एक गुफा-पोषित झरने पर निर्भर करती है - एक ऐसा स्थान जो इतना दुर्गम है कि वहाँ कोई रास्ता नहीं है। यह एकमात्र स्रोत न केवल पर्यटकों को बल्कि पौधों, जानवरों और पूरे पारिस्थितिकी तंत्र को पानी प्रदान करता है जो घाटी को अपना घर कहते हैं। और जैसे-जैसे क्षेत्र गर्म और शुष्क होता जा रहा है, इस महत्वपूर्ण जल स्रोत की रक्षा करना तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है, क्योंकि सूखा-प्रेरित जल संकट से बेहतर 'छुट्टी' का कोई मतलब नहीं है।
उत्तरी एरिज़ोना विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ इंफॉर्मेटिक्स, कंप्यूटिंग और साइबर सिस्टम्स के शोधकर्ता इस मामले पर काम कर रहे हैं, यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि रोअरिंग स्प्रिंग्स और अन्य गुफा-पोषित झरने वास्तव में कैसे काम करते हैं। ग्रैंड कैन्यन नेशनल पार्क से एक नए अनुदान के साथ, वे इन जल प्रणालियों के मानचित्रण और यह पता लगाने के प्रयासों का विस्तार करेंगे कि बर्फ का पिघलना झरनों से कैसे जुड़ता है। "यह समझना कि पानी कहाँ डूबता है, बुनियादी ढांचे, जानवरों, पौधों और बाकी पारिस्थितिकी तंत्रों के लिए महत्वपूर्ण है जो इन झरनों पर निर्भर हैं," इकोइन्फॉर्मेटिक्स में पीएचडी छात्र ब्लेज़ लासाला ने कहा। "वे मरूद्यान की तरह हैं।" प्रारंभिक निष्कर्ष हाल ही में साइंटिफिक रिपोर्ट्स में प्रकाशित हुए, क्योंकि जाहिर है, गुफा के पानी को भी सहकर्मी समीक्षा की आवश्यकता है।
अधिकांश लोग कभी भी उन गुफाओं में प्रवेश नहीं करेंगे जो ग्रैंड कैन्यन के झरनों को पोषित करती हैं - वे जनता के लिए बंद हैं और अक्सर स्थापित रास्तों से दूर स्थित हैं। इसलिए वैज्ञानिकों को रचनात्मक होना पड़ता है। अपने डॉक्टरेट शोध के लिए, लासाला ने रिमोट सेंसिंग की विशेषज्ञ प्रोफेसर टेमुउलेन "टेकी" सैंके के साथ काम करके कई गुफा प्रणालियों के विस्तृत मानचित्र तैयार किए। मोबाइल लिडार स्कैनर का उपयोग करके, टीम ने उच्च-रिज़ॉल्यूशन 3D मॉडल तैयार किए जो गुफा की दीवारों, छतों, मार्गों और कक्षों को उल्लेखनीय विवरण में कैप्चर करते हैं। 45 दिनों में, शोधकर्ताओं, स्वयंसेवकों और पार्क कर्मचारियों ने 10 किलोमीटर से अधिक भूमिगत मार्गों और कमरों का दस्तावेजीकरण किया। "मुझे नहीं पता था कि ये गुफाएँ कितनी बड़ी और लंबी हैं," सैंके ने स्वीकार किया। "ग्रैंड कैन्यन की गुफाओं का इस तरह 3D में कभी मानचित्रण नहीं किया गया था।" इस कार्य के लिए बड़े लॉजिस्टिक प्रयास की आवश्यकता थी: टीम के सदस्यों ने लिडार उपकरण सहित 55 पाउंड तक के पैक ले जाए, जबकि दूरस्थ गुफा प्रवेश द्वारों तक पैदल यात्रा की, जहाँ पहुँचने में दो दिन तक लग सकते थे। अंदर जाने के बाद, उन्होंने गुफाओं के आकार और फ्रैक्चर पैटर्न को रिकॉर्ड करते हुए चढ़ाई, रैपलिंग, रेंगना और यहाँ तक कि बाढ़ वाले वर्गों में तैरना भी किया। सामान्य गुरुवार, वास्तव में।
पानी कहाँ से आता है, इसका सबसे सरल स्पष्टीकरण कैबब पठार से बर्फ का पिघलना है। कठिन प्रश्न यह है कि वह पानी रोअरिंग स्प्रिंग्स जैसे झरनों पर उभरने से पहले भूमिगत कैसे यात्रा करता है। गुफा-पोषित झरने रेडवॉल और मुअव चूना पत्थर संरचनाओं के भीतर स्थित हैं, उनके और सतह के बीच कई चट्टान की परतें हैं। पार्क द्वारा पिछले डाई ट्रेसिंग प्रयोगों से पता चला है कि पानी आश्चर्यजनक रूप से तेज़ी से आगे बढ़ सकता है - कुछ परीक्षणों में, पठार पर सिंकहोल में डाली गई डाई लगभग 20 किलोमीटर की यात्रा करके एक सप्ताह के भीतर झरनों पर दिखाई दी। यह वास्तव में कैसे चलता है, यह अनिश्चित बना हुआ है, जिसमें फ्रैक्चर, दोष, चट्टान की पारगम्यता और भूमिगत मार्ग सभी भूमिका निभाते हैं। "यह एक ब्लैक बॉक्स को देखने जैसा है," लासाला ने कहा। "आप देखते हैं कि अंदर क्या आता है और बाहर क्या जाता है, लेकिन यह मापना बहुत मुश्किल है कि अंदर क्या चल रहा है।"
इन मार्गों को समझना केवल शैक्षणिक नहीं है: इसके पानी की गुणवत्ता और सार्वजनिक सुरक्षा के लिए व्यावहारिक निहितार्थ हैं। ग्रैंड कैन्यन के सबसे बड़े झरने कार्स्ट प्रणालियों द्वारा पोषित हैं, जिनकी तुलना सैंके "स्विस चीज़" से करती हैं क्योंकि चट्टान में कई छेद, चैनल और खुले स्थान हैं। पानी इन मार्गों से तेज़ी से चलता है, प्राकृतिक निस्पंदन के लिए बहुत कम अवसर छोड़ता है - जिसका अर्थ है कि जंगल की आग का अपवाह या ई. कोलाई जैसे दूषित पदार्थ भी तेज़ी से यात्रा कर सकते हैं। यदि संदूषण का पता चलता है, तो पार्क अधिकारी मुद्दे के समाधान तक पंपिंग संचालन को अस्थायी रूप से बंद कर सकते हैं। यह पहचान कर कि पानी सिस्टम में कहाँ प्रवेश करता है और यह कैसे चलता है, शोधकर्ता प्रबंधकों को संदूषण स्रोतों की पहचान करने और भविष्य में व्यवधानों के जोखिम को कम करने में मदद कर सकते हैं।