Her yıl Büyük Kanyon Ulusal Parkı'nı ziyaret eden milyonlarca kişi, bir su istasyonunda durur ve susuzluklarının, Kuzey Kenarı'ndaki Roaring Springs adlı bir mağara beslemeli kaynağa bağlı olduğundan habersizdir - o kadar erişilmez bir yer ki oraya giden bir patika bile yoktur. Bu tek kaynak sadece turistleri değil, aynı zamanda kanyona ev sahipliği yapan bitkileri, hayvanları ve tüm ekosistemleri besler. Bölge ısınıp kurudukça, bu hayati su kaynağını korumak giderek daha önemli hale geliyor, çünkü tatil denince akla gelen şey kuraklık kaynaklı su krizi olmasa gerek.

Northern Arizona Üniversitesi Bilişim, Bilgisayar ve Siber Sistemler Okulu'ndaki araştırmacılar, Roaring Springs ve diğer mağara beslemeli kaynakların nasıl çalıştığını anlamaya çalışıyor. Büyük Kanyon Ulusal Parkı'ndan alınan yeni bir hibe ile bu su sistemlerini haritalama ve kar erimesinin kaynaklara nasıl bağlandığını çözme çabalarını genişletecekler. "Suyun nereye sızdığını anlamak, bu kaynaklara bağımlı olan altyapı, hayvanlar, bitkiler ve diğer ekosistemler için kritik öneme sahip," dedi eko-bilişim doktora öğrencisi Blase LaSala. "Vahalar gibi." İlk bulgular yakın zamanda Scientific Reports'ta yayınlandı, çünkü görünüşe göre mağara suyu bile akran değerlendirmesini hak ediyor.

Çoğu insan Büyük Kanyon kaynaklarını besleyen mağaralara asla girmeyecek - halka kapalılar ve genellikle belirlenmiş patikalardan uzaktalar. Bu yüzden bilim insanlarının yaratıcı olması gerekiyor. LaSala, doktora araştırması için uzaktan algılama uzmanı Profesör Temuulen "Teki" Sankey ile çalışarak birkaç mağara sisteminin detaylı haritalarını oluşturdu. Mobil bir lidar tarayıcı kullanan ekip, mağara duvarlarını, tavanlarını, geçitlerini ve odalarını dikkate değer ayrıntılarla yakalayan yüksek çözünürlüklü 3D modeller üretti. 45 gün boyunca araştırmacılar, gönüllüler ve park personeli 10 kilometreden fazla yeraltı geçidi ve odasını belgeledi. "Bu mağaraların ne kadar büyük ve uzun olduğu hakkında hiçbir fikrim yoktu," diye itiraf etti Sankey. "Büyük Kanyon'un mağaraları daha önce hiç bu şekilde 3D olarak haritalanmamıştı." Çalışma büyük bir lojistik çaba gerektirdi: ekip üyeleri, lidar ekipmanı da dahil olmak üzere 55 pound'a kadar ağırlığındaki paketleri taşırken, ulaşılması iki gün sürebilen uzak mağara girişlerine yürüdü. İçeri girdikten sonra, mağaraların şekillerini ve kırık desenlerini kaydederken tırmandılar, iniş yaptılar, süründüler ve hatta su basmış bölümlerde yüzdüler. Sıradan bir Perşembe, gerçekten.

Suyun nereden geldiğine dair en basit açıklama, Kaibab Platosu'ndaki kar erimesidir. Daha zor soru, bu suyun Roaring Springs gibi kaynaklarda ortaya çıkmadan önce yeraltında nasıl seyahat ettiğidir. Mağara beslemeli kaynaklar, Redwall ve Muav kireçtaşı oluşumlarında bulunur ve yüzey ile aralarında birkaç kaya tabakası vardır. Park tarafından yapılan önceki boya izleme deneyleri, suyun şaşırtıcı derecede hızlı hareket edebileceğini göstermiştir - bazı testlerde, platodaki düdenlere dökülen boya yaklaşık 20 kilometre yol kat etmiş ve bir hafta kadar kısa bir sürede kaynaklarda ortaya çıkmıştır. Tam olarak nasıl hareket ettiği belirsizliğini koruyor; çatlaklar, faylar, kaya geçirgenliği ve yeraltı yolları rol oynuyor. "Bu, bir kara kutuya bakmak gibi," dedi LaSala. "İçeri ne girdiğini ve ne çıktığını görüyorsunuz, ama içeride neler olduğunu ölçmek çok zor."

Bu yolları anlamak sadece akademik değil: su kalitesi ve halk güvenliği için pratik çıkarımları var. Büyük Kanyon'un en büyük kaynakları, Sankey'in kayadaki çok sayıda delik, kanal ve açıklık nedeniyle "İsviçre peyniri"ne benzettiği karst sistemleri tarafından besleniyor. Su bu yollardan hızla geçer ve doğal filtrasyon için çok az fırsat bırakır - yani orman yangını akıntısı veya E. coli gibi kirleticiler de hızla seyahat edebilir. Kirlilik tespit edilirse, park yetkilileri sorun giderilene kadar pompalama işlemlerini geçici olarak durdurabilir. Araştırmacılar, suyun sisteme nereden girdiğini belirleyerek ve nasıl hareket ettiğini izleyerek, yöneticilerin kirlilik kaynaklarını belirlemesine ve gelecekteki kesintilerin riskini azaltmasına yardımcı olabilir.