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埋没谷とは、氷河堆積物や未固結堆積物で埋め尽くされた古代の河川または渓流の谷のことです。[ 1 ]この堆積物は主に砂利と砂で構成され、一部にシルトと粘土が含まれています。このような種類の堆積物は、大量の地下水を貯留および伝達し、局所的な帯水層として機能することがよくあります。
埋没谷は、大陸氷河の最後の大きな前進と後退以前に、氷河湖の流出によって形成された可能性がある。これらの谷は地表に現れないことが多いが、北アメリカ[ 2 ]と北ヨーロッパ[ 3 ]の氷河に覆われた大陸中央部では、地下水の主要な供給源となっている。 近年、これらの谷によく見られる帯水層の継続使用の安全性を判断するために、これらの地層の堆積学を理解することに研究の焦点が当てられている[ 4 ] 。
埋没谷は、最新の氷河期より前に存在していた古代の河川や渓流の谷が、氷河堆積物や氷河外流堆積物で埋め尽くされたときに形成されます。[ 5 ]更新世 には、氷河の前進と後退によって既存の谷が削られ、氷河外流堆積物または氷河自体を構成する氷の融解によって氷河に蓄積された物質が堆積しました。埋没谷は、谷の自然な形状により伝統的にV字型またはU字型ですが、氷河の後退が完了した後に何らかの侵食イベントがあった場合は、埋没谷は異なる形状を示すことがあります。[ 6 ] 地下水を保持する能力は、氷河外流堆積物の構成に由来します。これらの既存の谷の氷河外流堆積物は、主に砂や砂利などの粗い物質で構成されています。これらの物質は粗いため、土壌がほぼこれらの物質だけで構成されている場合、土壌の空隙が増加します。この空隙の増加により、特にシルトや粘土を多く含む土壌と比較した場合、水が入り込む余地が増えます。これらの谷が形成されて埋まった後、シルトや粘土などのより細かい堆積物の層が谷の上部を覆い、谷を埋めます。埋没した谷は帯水層としてよく知られており、人間に飲料水を供給するだけでなく、農業や工業用水を供給するためにもよく利用されます。
埋没谷は、通常、地質学的に複雑な地域で地表の奥深くに埋まっているため、測定やモデルの作成が困難です。埋没谷を特定するために、岩盤までの深さの測定、土壌構成を分析するための地殻への掘削/ボーリング、既存の井戸の利用など、いくつかの異なる方法が使用されていますが、これらの方法だけでは十分とは言えません。[ 7 ] 埋没谷をマッピングするには、高密度のデータカバレッジが不可欠です。通常、ボーリング孔の密度は比較的小さく、特に深いボーリング孔はまばらです。[ 8 ] より高いレベルの精度を達成できるように、マッピング対象地域全体でボーリング孔の密度が高いことが重要です。埋没谷は氷河によって削られているため、地形は非常に変化に富む可能性があります。ボーリング/コアの採取数が多いほど、地図の精度が高くなります。井戸観測で報告された岩盤までの深さに基づくと、岩盤の電気伝導率は、一部の土壌に含まれる頁岩の電気伝導率が高いため、その上にある氷河堆積物の電気伝導率とはほぼ分離できると考えられます。デンマークで行われたある研究では、掘削/ボーリングによって、地表から10m から300mの深さに一連の網状の埋没谷が発見されました。 [ 9 ] 埋没谷をマッピングするには、高密度のデータカバレッジが不可欠です。埋没モデルの3Dモデルは公表されていませんが、2Dモデルは何度も公表されています。
埋没谷が最もよく知られているのは、地下水を貯留する帯水層になる能力でしょう。埋没谷の帯水層で見られる主な涵養形態は、氷河堆積物と上部の堆積物間帯水層を通る地下水の浸透です。[ 10 ] 実際、オハイオ州マイアミなど、中西部の多くのコミュニティは、これらの埋没谷から形成された帯水層から水を得ています。[ 11 ]カナダ のプレーリーの埋没谷の中には、下層の物質が密度の高い頁岩でできているのに対し、埋没谷を覆う層は非常に密度の高い第四紀堆積物で構成されているため、埋没谷の帯水層への涵養が大幅に制限され、ほぼ完全に制限されています。[ 12 ] 世界中の多くの都市が埋没谷を主要な水源として利用しているため、涵養は非常に重要です。埋没谷が地図化される理由は、多くの場合、コミュニティに水を供給してきた以前に深く掘削された井戸を利用できるためです。[ 13 ] 埋没した谷はかつて地表にあった谷なので、傾斜または勾配があります。谷内のこの傾斜により、水は重力に従って移動し、標高の高い地域から低い地域へと水の流れが生じます。