Mlha jako zdroj podzemní vody na ostrově Madeira

V některých oblastech světa je podzemní voda hlavním nebo i jediným zdrojem vody pro lidi i ekosystémy. Příkladem jsou poušť Atacama na severu Chile a poušť Namib na pobřeží Namibie. Jsou zde jen minimální srážky, a tak důležitou složku ve vodní bilanci hraje kondenzace vody z mlhy na povrchu místní vegetace. Další oblasti, kde kondenzace z mlhy může hrát důležitou roli, jsou vulkanické ostrovy v Havajském souostroví nebo Madeira.

Madeira je vulkanický ostrov zhruba 600 km jihozápadně od Portugalska a má rozlohu okolo 750 km2. Je hlavním ostrovem souostroví stejného jména s nejvyšší horou Pico Ruivo o výšce 1861 m (obr. 1). Jeho severní svahy tvoří bariéru pro pasátové větry přicházející ze severovýchodu. To má za následek pásmo mlh na severní návětrné straně v nadmořské výšce mezi 800 a 1600 metry (obr. 2).

Severní strana ostrova je z velké části pokrytá původním vavřínovým porostem nazývaným Laurisilva. Typická vegetace zahrnuje stromy jako vavřín azorský (Laurus azorica) a keře jako vřesovec stromovitý (Erica arborea). Při kontaktu mlhy s vegetací dochází k zachycení (intercepci) a kondenzaci vodních kapek, které pak stékají po vegetaci a infiltrují do půdy. Severní návětrná strana ostrova je tak mnohem vlhčí než jižní strana, která je ale intenzivně zemědělsky využívána a vyrábí se zde i známé víno madeira. Protože se na jihu vody nedostává, je voda ze severu převáděna na jih systémem kanálů, které se na Madeiře nazývají levady. Mnohé z levad jsou velmi náročnými inženýrskými díly a jsou často vytesány ve strmých skalních stěnách. Vede podél nich mnoho známých turistických stezek jako třeba Levada do Caldeirão Verde (obr. 3), která začíná blízko městečka Santana na severu ostrova.

Vedle přímého odchytávání srážek je na Madeiře hlavním vodním zdrojem podzemní voda. Proto je důležité posoudit podíl vody z mlhy na doplňování podzemní vody. Je známo, že hodnoty koeficientu delta (viz rámeček) izotopů deuteria (δD) a kyslíku-18 (δ¹⁸O) jsou ve srážkách se vzrůstající nadmořskou výškou zápornější. Souvisí to s poklesem teploty s výškou, kdy dochází ke kondenzaci vody, do které přednostně přecházejí těžší izotopy D a ¹⁸O. Zbývající pára v mracích a tím i kondenzovatelná voda jsou pak s přibývající výškou o tyto izotopy ochuzené.

Při výzkumu na Madeiře byly vzorkovány a analyzovány jak přímé srážky, tak i voda, která kondenzovala na vegetaci na severních svazích ostrova. Izotopové hodnoty pro oba tyto potenciální zdroje podzemní vody byly porovnány s hodnotami pro podzemní vodu jímanou z pramenů a vrtů. Vývěry podzemní vody jsou často vázány na zlomové linie, kontakty mezi lávovými proudy a na jejich zvětralé povrchy.

Bylo zjištěno, že nejzápornější izotopové hodnoty mají srážky, kdežto izotopové hodnoty pro vodu, která kondenzovala z mlhy na vegetaci, mají hodnoty mnohem pozitivnější. Je to způsobeno tím, že voda ve srážkách kondenzovala ve větší výšce nad povrchem na rozdíl od vody z mlhy, která kondenzovala téměř přímo na místě odběru na vegetaci rostoucí na povrchu terénu. Podzemní voda pak má hodnoty mezi těmito dvěma koncovými členy, ale je blíže k hodnotám typickým pro kondenzaci z mlhy.

To dokazuje, že doplňování podzemní vody vodou kondenzovanou z mlhy na místní vegetaci hraje důležitou roli ve vodní bilanci ostrova. Změny ve vegetačním pokryvu tedy mohou dotaci podzemních vod ovlivnit. To může být způsobeno třeba lesními požáry, které jsou na Madeiře poměrně časté.