Gli scienziati hanno utilizzato i dati satellitari per monitorare le riserve idriche sotterranee nella Silicon Valley della California, scoprendo che i livelli dell'acqua sono rimbalzati rapidamente dopo una grave siccità durata dal 2012-15.

La ricerca indica il successo di misure di conservazione aggressive. Aiuta anche a gettare le basi per il monitoraggio a basso costo delle riserve idriche sotterranee in California e in altre parti del mondo.

Le riserve d'acqua sotterranee, ospitate in strati di roccia porosa chiamati falde acquifere, sono una delle fonti di acqua potabile più importanti al mondo. Sostengono le popolazioni umane in luoghi dalla Silicon Valley a Pechino. Circa 2,5 miliardi di persone sulla Terra dipendono dalle falde acquifere per l'acqua, e molti di questi depositi vengono scaricati più rapidamente di quanto possano essere ricaricati, secondo le Nazioni Unite per l'Educazione, Organizzazione scientifica e culturale.

Ancora, tenere sotto controllo queste preziose riserve è costoso, dice Estelle Chaussard, dottorato di ricerca, un assistente professore di geologia presso il College of Arts and Sciences di UB e l'autore principale della nuova ricerca.

"Per monitorare le falde acquifere, devi monitorare i livelli dell'acqua in quanti più pozzi possibile, "dice. "Quindi se avete 300 pozzi nella zona, devi avere qualcuno che ci va fisicamente tutto il tempo, o strumenti in ogni pozzo che monitorano permanentemente, che è molto costoso.

"Volevamo vedere se potevamo utilizzare un metodo di telerilevamento a basso costo che non richiede il monitoraggio del suolo per capire come le nostre falde acquifere stanno rispondendo a un clima che cambia e all'attività umana".

La ricerca è stata pubblicata il 22 settembre nel Giornale di ricerca geofisica . Il team includeva Pietro Milillo ed Eric J. Fielding del Jet Propulsion Laboratory della NASA; Roland Bürgmann dell'Università della California, Berkeley; Daniele Perissin della Purdue University; e Brett Baker del distretto idrico della valle di Santa Clara.

La falda acquifera della Silicon Valley ha iniziato a rimbalzare a metà della siccità

Durante la siccità del 2012-15, il distretto idrico di Santa Clara Valley ha adottato una serie di misure di conservazione. Questi includevano la limitazione dell'uso degli irrigatori e la richiesta ai clienti di fare docce più brevi e convertire prati e piscine in paesaggi meno assetati. Il distretto importava anche acqua da fuori regione.

Chaussard afferma che queste azioni potrebbero aver contribuito ad evitare danni irreversibili alla falda acquifera della valle. Spiega che quando i livelli delle acque sotterranee raggiungono un livello record, l'argilla porosa in cui risiedono le riserve può asciugarsi a tal punto che l'argilla non può più assorbire l'acqua.

Il nuovo studio mostra che ciò non è accaduto nella Valle di Santa Clara. A causa degli intensi sforzi di gestione dell'acqua, la falda acquifera della Valle di Santa Clara ha effettivamente iniziato a rimbalzare alla fine del 2014, quando la siccità era ancora forte, la ricerca ha trovato. Le acque sotterranee erano tornate ai livelli precedenti la siccità entro il 2017.

Chaussard osserva che ciò non significa che le falde acquifere non necessitino di protezione:Urban, gli usi agricoli e di altro tipo possono sovraccaricare questi bacini anche in periodi di abbondanti piogge, e molte delle falde acquifere della California non sono adeguatamente monitorate.

La recente siccità ha accresciuto la consapevolezza dell'importanza delle acque sotterranee, con il Sustainable Groundwater Management Act del 2014 che richiede alle autorità locali e regionali di gestire questa risorsa in modo sostenibile per la prima volta nella storia dello stato dopo decenni di abbandono. Chaussard afferma che il monitoraggio satellitare potrebbe fornire una via per monitorare i livelli delle acque sotterranee in tutta la California in tempo quasi reale, un fattore chiave per prevenire l'abuso.

Misurare piccoli movimenti della superficie terrestre

Il team di Chaussard ha utilizzato una tecnica chiamata InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) per catturare i piccoli movimenti su e giù della superficie terrestre che si verificano quando i livelli dell'acqua salgono o scendono sottoterra.

"InSAR ci consente di misurare con precisione piccoli movimenti della superficie terrestre su vaste aree, " Chaussard dice. "Gli scienziati lo hanno usato per misurare la deformazione della superficie relativa a vulcani e terremoti, abbiamo ampliato il suo utilizzo applicandolo al monitoraggio delle acque sotterranee".

Ha impiegato per la prima volta InSAR per monitorare le falde acquifere nel 2014, e afferma che il metodo può funzionare ovunque nel mondo in cui sono disponibili dati satellitari, anche nei paesi in via di sviluppo con poche risorse per il monitoraggio.

La tecnica segna un miglioramento rispetto ai metodi tradizionali perché consente agli scienziati di misurare i cambiamenti nei livelli dell'acqua in una vasta regione con grande frequenza. I dati del nuovo studio provengono da COSMO SkyMed, una costellazione di quattro satelliti italiani che fornivano informazioni per l'intera falda acquifera della Valle Santa Clara una volta al giorno.

"Se stai monitorando i pozzi, anche se ne hai tanti, non avrai mai una copertura completa di ciò che sta accadendo, " Chaussard dice. "Il nostro metodo fornisce un quadro più completo e aiuta a colmare le lacune".