Al ritorno da una nuotata nell'oceano, a volte sembra che il tuo asciugamano si sia spostato. Certo, è solo che la linea dell'acqua si è spostata.

L'ascesa e la caduta naturale dell'oceano sulla spiaggia è un'eccellente dimostrazione delle forze gravitazionali esercitate dal Sole e dalla Luna. Sebbene la forza di marea sia piccola, è abbastanza forte da tirare regolarmente sull'oceano, facendo salire e scendere un enorme volume d'acqua.

Quello che potresti non sapere è che le forze di marea del Sole e della Luna influenzano anche l'aria che respiriamo e il terreno solido su cui ci troviamo. Questi effetti sono indicati come maree atmosferiche e terrestri.

Anche se non tendiamo a notare la Terra e le maree atmosferiche, colpiscono sia la terra che la più grande risorsa di acqua dolce del mondo situata sotto i nostri piedi:le acque sotterranee. Questo occupa i pori che esistono in materiali geologici come sabbia o terreno, proprio come l'acqua in una spugna da cucina.

Abbiamo sviluppato un metodo che incorpora le influenze delle maree per monitorare le nostre preziose risorse idriche sotterranee senza la necessità di pompare, perforazione o carotaggio.

Acqua sotto i nostri piedi

È stato stimato che le acque sotterranee costituiscono il 99% dell'acqua dolce utilizzabile sulla Terra. Se tutte le acque sotterranee della Terra fossero estratte e raccolte sulla superficie terrestre del mondo, basterebbe creare un lago profondo 180 metri.

Anche se questo suona come molta acqua, è importante ricordare che non tutte le acque sotterranee sono disponibili per l'uso. Infatti, le acque sotterranee sono attualmente estratte su scala globale, soprattutto nelle parti più secche del mondo, dove le acque sotterranee sono alla base delle attività umane durante i periodi di siccità.

L'estrazione delle acque sotterranee può portare a uno spostamento verso il basso del livello della superficie terrestre (noto come "subsidenza"), in particolare se le acque sotterranee vengono rimosse da zone sotterranee che contengono argille tenere. Questo è un problema globale significativo, soprattutto nelle zone costiere, a causa dell'urbanizzazione e della relativa domanda idrica.

In alternativa, un lungo periodo di pioggia con precipitazioni eccessive può causare l'innalzamento delle acque sotterranee e causare inondazioni.

Effetto delle maree sulle acque sotterranee

Le acque sotterranee più profonde sepolte sotto strati di diversi tipi di sedimenti sono sottoposte a una grande pressione (nella terminologia delle acque sotterranee questo è chiamato "confinato"). Il cambiamento di gravità dalle maree terrestri comprime il sedimento, e quindi cambia la pressione dell'acqua nei pori.

Le maree atmosferiche si aggiungono al peso che si trova sopra le acque sotterranee e causano un cambiamento nello stress che si traduce in una compressione verso il basso.

Le acque sotterranee a quella profondità rispondono a questi cambiamenti di stress, che possono essere misurate come piccole fluttuazioni del livello dell'acqua all'interno di un pozzo di falda.

Abbiamo sviluppato un nuovo approccio che sfrutta queste influenze di marea per calcolare importanti proprietà del sottosuolo. Per esempio, questo può prevedere come si abbassa la pressione quando viene pompata l'acqua freatica, e di quanto la superficie terrestre affonderebbe a causa del restringimento del materiale del sottosuolo (proprio come spremere una spugna da cucina).

Il metodo consente fondamentalmente un calcolo accurato delle proprietà comprimibili del sottosuolo dalla risposta delle acque sotterranee alla Terra e alle maree atmosferiche.

Questo sviluppo è significativo perché consentirà analisi di un serbatoio idrico sotterraneo (chiamato falda acquifera) senza stress indotti dall'uomo come il pompaggio o il prelievo di campioni fisici del materiale tramite perforazione o carotaggio oltre alla costruzione di un pozzo di trivellazione.

Tutto ciò che è necessario per questa analisi è un periodo di circa 16 giorni di misurazioni continue dei livelli delle acque sotterranee e della pressione atmosferica a intervalli orari.

I livelli delle acque sotterranee vengono regolarmente registrati come parte dei programmi di monitoraggio delle acque in tutto il mondo e in Australia, come finanziato dallo schema NCRIS per le acque sotterranee del governo federale. La pressione atmosferica è un parametro standard misurato dalle stazioni meteorologiche, come gestito dal Bureau of Meteorology.

Gli effetti delle forze di marea sulle acque sotterranee potrebbero essere meno evidenti per noi dei loro effetti sull'oceano, ma sono altrettanto importanti. Il nostro nuovo metodo per comprendere l'influenza delle maree sulle acque sotterranee riduce significativamente lo sforzo di prevedere la risposta al pompaggio delle acque sotterranee e il potenziale cedimento del terreno.

Questa tecnica può fare un uso passivo dei pozzi esistenti e potrebbe essere applicata all'archivio globale dei livelli delle acque sotterranee per informare in futuro uno sviluppo più sostenibile delle risorse delle acque sotterranee.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.