Un nuovo studio condotto da ricercatori dell'UCLA e dell'Università di Houston rivela una significativa perdita di acque sotterranee nella Central Valley della California durante la recente siccità e solleva questioni di sostenibilità per l'importante area agricola.

I ricercatori hanno monitorato il consumo netto di acque sotterranee nella Central Valley dal 2002 al 2016, che comprendeva due siccità, uno dal 2007 al 2009 e la siccità più grave dal 2012 al 2016. La Central Valley della California è più di 18, 000 miglia quadrate dalla costa alle montagne della Sierra Nevada ed è uno dei più grandi centri agricoli negli Stati Uniti, fornendo più della metà della frutta degli Stati Uniti, colture di ortaggi e noci.

Durante i due periodi di siccità, un totale di 16,5 chilometri cubi e 40 chilometri cubi di acqua sono stati persi, rispettivamente, secondo lo studio pubblicato su Lettere di ricerca geofisica . La siccità più recente ha causato più di 10 chilometri cubi di acqua persa all'anno. I ricercatori hanno attribuito questo alla riduzione delle precipitazioni e allo scioglimento della neve, un cambiamento nel tipo di colture coltivate e temperature più calde.

"Per la prospettiva, la quantità di materiale associata all'eruzione del Monte Sant'Elena del 1980 era di circa un chilometro cubo, " ha detto Dennis Lettenmaier, Professore di geografia dell'UCLA che ha guidato lo studio. "Così, stiamo parlando di 40 volte quella quantità nella recente siccità".

Durante i periodi di siccità, gli agricoltori della Central Valley sono costretti a utilizzare i pozzi per sostituire l'acqua che normalmente proviene dal bacino del fiume Colorado e dalle montagne della Sierra Nevada. In aggiunta alla gravità dell'esaurimento delle acque sotterranee, la siccità del 2012-2016 ha coinciso con la transizione degli agricoltori della Central Valley da colture a filari a colture più pregiate, raccolti assetati come mandorle, pistacchi e noci, che vengono coltivati ​​nei boschetti. A differenza delle colture a file, le colture arboree non possono essere lasciate a maggese durante gli anni di siccità senza mettere a repentaglio gli alberi, e quindi colture future.

L'aumento della perdita di acqua sotterranea si è verificato anche con una riduzione della quantità di terreno irrigato, che è diminuito del 7% dal 2007 al 2009 rispetto alla siccità del 2012-2016. Temperature più elevate durante il periodo di siccità più recente e il passaggio dalle colture a filari a quelle arboree, ha rappresentato la maggior parte dell'aumento della perdita di acque sotterranee tra le due siccità, e più che compensare gli effetti di una riduzione delle terre irrigate, disse Lettenmaier.

L'utilizzo delle acque sotterranee per l'irrigazione delle colture nella Central Valley è un problema ben documentato e scottante in California. Ci sono circa 100, 000 o più pozzi privati ​​nella zona, alcuni risalenti agli anni '30, e molti non sono monitorati da agenzie statali o federali.

L'utilizzo delle acque sotterranee per irrigare le colture ha implicazioni ambientali ed economiche, disse Lettenmaier. La subsidenza è una preoccupazione, perché quando la falda freatica si abbassa, il terreno si compatta. E una falda freatica più bassa aumenta i costi di pompaggio per gli agricoltori.

"Pompare le acque sotterranee durante la siccità non è una strategia irragionevole, " ha detto Lettenmaier. "Ma il problema è che per avere un sistema sostenibile devi ricostituirlo a un certo punto, e in sostanza non c'è alcun piano per farlo."

Nel complicato sistema dei diritti idrici della California, alcuni dei quali sono gestiti dal governo federale, l'utilizzo delle acque sotterranee è stato in gran parte non regolamentato. Ma nel 2014 La California ha introdotto una legislazione che richiede ai pianificatori del territorio e agli agricoltori locali di creare (o unirsi a un'organizzazione esistente per la sostenibilità delle acque sotterranee entro la fine di quest'anno). Hanno tempo fino al 2022 per elaborare piani che stabilizzino i bacini idrici sotterranei entro il 2040.

"È giusto presumere che ci sarà un'altra siccità, ed è giusto presumere che ci sarà anche un utilizzo delle acque sotterranee in quella siccità; i pozzi sono già lì, " disse Lettenmaier. "Ora che questa siccità più recente è nello specchietto retrovisore, ci sono ancora domande su quanto recupero naturale possiamo aspettarci nelle acque sotterranee e su come sarà gestita l'acqua nella Central Valley".

Lo studio ha tenuto conto dell'evapotraspirazione, che è l'acqua rilasciata nell'aria attraverso la traspirazione delle piante e l'evaporazione del suolo, così come le precipitazioni, e l'acqua di superficie che scorre dentro e fuori la Central Valley.

I ricercatori hanno utilizzato due metodi per monitorare i livelli delle acque sotterranee, stime tradizionali del bilancio idrico, che tengono conto dell'afflusso di acqua superficiale come le precipitazioni e lo scioglimento delle nevi, capacità di umidità del suolo ed evapotraspirazione e dati dal sistema satellitare gemello della NASA chiamato GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment).

"Per questo studio, GRACE è stato uno strumento unico che ha fornito informazioni sui cambiamenti del volume dell'acqua direttamente dallo spazio, e corroborato le stime del bilancio idrico, " ha detto Hyongki Lee, coautore dello studio e professore di ingegneria civile e ambientale presso l'Università di Houston.

Le stime GRACE si allineano con le stime del bilancio idrico, con qualche variazione. I dati GRACE stimano che la perdita di acque sotterranee dal 2012 al 2016 sia stata di 11,2 chilometri cubi all'anno, rispetto alle stime del bilancio idrico di 10 chilometri cubi all'anno. E, mentre i dati sul bilancio idrico hanno mostrato un certo recupero delle riserve idriche sotterranee durante gli anni non siccitosi, i dati GRACE non lo riflettono. Le misurazioni di GRACE comprendono un'area circa quattro volte più grande della Central Valley.

"Sebbene sia le stime del volume delle acque sotterranee basate sul bilancio idrico che quelle basate su GRACE siano soggette a errori, l'area relativamente piccola della Central Valley agli occhi di GRACE potrebbe anche essere responsabile di tale discrepanza di recupero, " ha detto Lee.