Integrated Electrical Resistivity and Transient Electromagnetic Investigation for Groundwater Aquifer Characterization in the Western Desert Fringes: A Case Study of Gabal El-Nashfa Area, El-Minya Governorate, Egypt

في قلب الصحراء الغربية الشاسعة والمحترقة من الشمس في مصر، لا يُعد الماء مجرد مورد فحسب؛ بل هو أساس البقاء ومفتاح النمو المستقبلي. فبالنسبة لبلد تضاءلت فيه حصة الفرد من المياه العذبة إلى مستويات حرجة، تحمل الصحراء وعداً خفياً: خزانات قديمة من المياه الجوفية المحبوسة في أعماق الرمال والصخور. ويُعد اكتشاف هذه الخزانات تحدياً معقداً لأن الأرض معتمة أمام العين البشرية. لذا يعتمد العلماء على فرع من الجيوفيزياء يعامل الأرض كدائرة كهربائية عملاقة؛ فمن خلال إرسال تيارات كهربائية في الأرض وقياس مدى سهولة مرورها، يمكن للباحثين رسم خرائط لطبقات التربة والصخور في الأسفل. وتختلف المواد في قدرتها على توصيل الكهرباء؛ فالرمال الرطبة والمياه المالحة تسمح للتيار بالتدفق بسهولة، بينما تعمل الصخور الجافة أو الطين الكثيف كحواجز. ومن خلال الجمع بين طريقتين متميزتين — إحداهما ترسل تياراً مستمراً في الأرض والأخرى تستخدم نبضة مغناطيسية للاستماع إلى الاستجابة الكهربائية للأرض — يمكن للعلماء بناء صورة مفصلة لما يكمن في الأعماق، والتمييز بين الطبقات الجافة، والمياه العذبة، والمياه المالحة دون الحاجة إلى حفر حفرة واحدة.

قام فريق من الباحثين مؤخراً بتطبيق هذا النهج المتكامل على منطقة واعدة محددة تقع غرب مدينة المنيا، وهي منطقة تُعرف بممر جبل النشفة. هذه المساحة التي تبلغ مساحتها 640 كيلومتراً مربعاً تُعد مرشحة لمشاريع استصلاح زراعي كبرى، ومع ذلك ظلت أنظمة المياه الجوفية فيها غير مفهومة بشكل جيد. وضع الفريق، الذي يقوده علماء جيوفيزياء من مركز بحوث الصحراء وجامعة عين شمس، هدفاً لرسم خرائط لطبقات المياه الجوفية (الأكوافير) — وهي طبقات صخرية تحوي الماء — تحت هذا المشهد الطبيئي القاحل. وقد نشروا شبكة من أجهزة الاستشعار عبر المنطقة، حيث أجروا 12 قياساً باستخدام طريقة التيار المستمر و39 قياساً باستخدام تقنية النبض المغناطيسي. ولضمان دقة خرائطهم، قاموا بمطابقة نتائجهم مع البيانات المستمدة من الآبار والفتحات الموجودة، مما خلق نموذجاً مُعايراً لما تحت السطح يجمع بين نقاط القوة في كلتا الطريقتين للمسح.

كشف التحقيق عن نظام مائي واضح مكون من طبقتين من الصخور الحاملة للماء، تفصل بينهما طبقة رقيقة غير منفذة من الطين. الطبقة العليا، المعروفة باسم طبقة الحجر الرملي الأوليجوسيني، تقع على عمق يتراوح بين 77 و125 متراً تحت السطح. وتتكون هذه الطبقة من الحجر الرملي الكلسي والرمل والحصى المختلط بالطين. ووجد الباحثون أن المياه داخل هذه الطبقة العليا مالحة بشكل عام، مما يجعلها غير صالحة للشرب أو لمعظم أغراض الري، ولكنها قد تكون مفيدة للأغراض الصناعية أو أنظمة التبريد. وتحت هذه الطبقة، وبفاصل طبقة طينية يتراوح سمكها بين 14 و36 متراً، تقع خزان ثانٍ أكثر عمقاً: وهو طبقة حجر السملوط الجيري. تبدأ هذه الطبقة من أعماق تتراوح بين 152 و260 متراً وتتكون من حجر جيري متصدع. والمياه هنا أكثر عذوبة بكثير، حيث تشير قيم المقاومة النوعية إلى أنها مصدر حيوي للشرب والزراعة.

كان أحد أهم الاكتشافات هو وجود شذوذ هيكلي محتمل في الجزء الشرقي من منطقة الدراسة. ففي موقعين محددين، أظهرت القراءات الكهربائية مقاومة عالية بشكل غير معتاد في طبقة الحجر الرملي العليا، وهي علامة تشير إلى أن المياه هناك قد تكون أكثر عذوبة مما هو متوقع. ويرى الباحثون أن هذا قد يشير إلى وجود صدع — أي شق في قشرة الأرض — يسمح للمياه العذبة من طبقة الحجر الجيري العميقة بالتسرب صعوداً إلى طبقة الحجر الرملي الضحلة. ويعد هذا الاكتشاف حاسماً لأنه يعني أن أنظمة المياه هذه ليست دائماً معزولة تماماً؛ ففي بعض الأماكن، قد تكون متصلة ببعضها البعض، مما له تداعيات هامة على كيفية إدارة المياه وحمايتها من التلوث.

رسمت الدراسة أيضاً مسار تدفق المياه الجوفية، كاشفة عن حركة مستمرة من الشرق إلى الغرب عبر المنطقة. وهذا النمط من التدفق، جنباً إلى جنب مع بيانات العمق والجودة، يسمح للمخططين بتحديد أفضل المواقع لحفر آبار جديدة. وقد برز الجزء الغربي الأوسط من المنطقة كأكثر المناطق واعدة لطبقة الحجر الجيري العميقة، حيث تكون المياه أكثر عذوبة وأعماق الحفر فيها أكثر ملاءمة. ويقترح الباحثون استراتيجية "الاستخدام المزدوج": استخدام المياه العميقة الأكثر عذوبة للشرب والزراعة، مع تخصيص المياه الضحلة الأكثر ملوحة للاحتياجات غير الصالحة للشرب. ومن شأن هذا النهج أن يقلل الضغط على طبقة الحجر الجيري العميقة الثمينة، مما يضمن استدامة إمدادات المياه مع تطور المنطقة.

وبينما نجحت الدراسة في رسم خرائط للأجزاء العلوية والمتوسطة من النظام الجوفي، إلا أن الجزء السفلي جداً من طبقة الحجر الجيري العميقة ظل بعيد المنال بالنسبة لمعداتهم الحالية. وأشار الباحثون إلى أن قاعدة هذا الخزان العميق لم يتم تحديدها بدقة، مما يشير إلى وجود طبقات أكثر عمقاً وراء حدود مسحهم. وقد أوصوا بأن تستخدم التحقيقات المستقبلية تقنيات أكثر تقدماً قادرة على النظر في أعماق أكبر داخل القشرة لتحديد مدى هذا المورد الحيوي بشكل كامل. ومع ذلك، توفر هذه الدراسة حالياً خارطة طريق واضحة ومبنية على العلم لمنطقة جبل النشفة، محولةً نقطة عمياء في الصحراء إلى واقع معلوم، ومقدمة إطاراً عملياً لتأمين المياه في واحدة من أكثر مناطق التنمية حيوية في مصر.