L'ultimo posto in cui la maggior parte delle persone si aspetterebbe di trovare acque sotterranee fresche è a decine o centinaia di chilometri al largo nell'oceano. Eppure non solo è esattamente lì che si può trovare l'acqua dolce, nel suolo della piattaforma continentale sotto l'oceano, ma le simulazioni hanno dimostrato che potrebbe essere un evento comune in una serie di sistemi geologici.

Queste risorse idriche sotterranee offshore potrebbero essere sfruttate per usi come bere, agricoltura e recupero del petrolio, ma una nuova ricerca di Holly Michael e Xuan Yu dell'Università del Delaware, che ha lavorato come ricercatore post-dottorato presso UD, suggerisce che attingere a tali risorse potrebbe portare a impatti negativi a terra.

La ricerca è stata pubblicata su Lettere di ricerca geofisica e fa parte del Premio alla CARRIERA della National Science Foundation di Michael.

Attraverso simulazioni e modelli al computer, la ricerca esplora come l'utilizzo delle risorse di acqua dolce offshore potrebbe minacciare i sistemi acquiferi onshore, portare a una ridotta disponibilità di acque sotterranee a terra e causare cedimenti diffusi del suolo.

Le comunità costiere possono prendere in considerazione l'utilizzo di queste risorse idriche sotterranee offshore man mano che le popolazioni aumentano e le limitate risorse di acqua dolce vengono degradate dall'uso eccessivo e dall'inquinamento, ma un uso più immediato delle acque sotterranee dolci e salmastre offshore è quello di migliorare il recupero del petrolio.

L'acqua viene utilizzata nelle trivellazioni petrolifere da ciò che è noto come allagamento, in cui l'acqua viene iniettata per supportare la pressione del serbatoio di petrolio e per spostare il petrolio nei pozzi di produzione.

La salinità è un fattore importante che controlla la quantità di petrolio che può essere recuperata da una zona che è stata allagata e una tecnica nota come waterflooding a bassa salinità, che utilizza acqua dolce per inondare questi pozzi petroliferi offshore invece dell'acqua salata prontamente disponibile, ha dimostrato di aumentare il recupero dell'olio in media del 14%.

Uno dei problemi con l'utilizzo di queste risorse di acqua dolce offshore per allagamenti a bassa salinità nella produzione di petrolio offshore è che le fonti di acqua dolce offshore sono collegate alle fonti di acqua dolce a terra. Quelle acque sotterranee a terra stanno riempiendo i pori dei sedimenti e contribuendo a sostenere la superficie su cui sono costruite le città costiere.

"Se costruisci una città sulla superficie terrestre, aggiungi peso, e si aggiunge pressione alla falda acquifera, ai sedimenti e all'acqua sotterranea. Quando si costruisce un edificio, vengono eseguiti test geotecnici per assicurarsi che questa pressione aggiuntiva non provochi l'affondamento della superficie del terreno, " ha detto Michele, la Unidel Fraser Russell Career Development Chair for the Environment e professore associato presso il Dipartimento di Scienze Geologiche. "La pressione dell'acqua in quei pori crea una forza verso l'alto e contribuisce alla rigidità del sistema".

Se l'acqua viene pompata per allagamenti a bassa salinità, la pressione viene modificata nel sottosuolo e può ridurre la capacità della falda acquifera di sostenere il peso della città.

La subsidenza è stata osservata nelle megalopoli con l'estrazione costante di acqua sotto terra, con esempi come Venezia, Italia e Tokyo, Giappone. Il pompaggio di risorse di acqua dolce offshore per inondazioni a bassa salinità potrebbe avere lo stesso effetto.

"Questo effetto può difficilmente essere simulato quando si assume una semplice struttura geologica, " ha detto Yu, che ora è professore associato nella scuola di ingegneria civile della Sun Yat-sen University in Cina. "I risultati del nostro modello hanno suggerito che l'entità della subsidenza nella geologia omogenea e stratificata è molto più piccola rispetto ai casi eterogenei".

Oltre al cedimento del terreno, un'altra possibile conseguenza delle compagnie petrolifere che attingono a queste risorse di acqua dolce offshore è che le falde acquifere di acqua dolce a terra potrebbero subire una maggiore salinizzazione, sempre attraverso il collegamento tra l'acqua dolce offshore e l'acqua dolce a terra.

La riduzione delle acque sotterranee dolci onshore dovute a inondazioni a bassa salinità può anche avere un impatto sui centri abitati costieri, soprattutto in luoghi in cui i giacimenti petroliferi si trovano al largo di città altamente popolate, come quelli del sud-est asiatico e del bacino del Mediterraneo.

Michael ha detto che poiché gli scienziati si stanno rendendo conto solo ora che quest'acqua dolce esiste al largo, lo scopo del documento era dimostrare il potenziale per il pompaggio offshore di avere effetti devastanti sulle comunità costiere, prima che la pratica si diffonda.

"Quello che stiamo dicendo in questo articolo è, 'Apetta un minuto, le città a terra potrebbero non avere idea che le attività offshore potrebbero potenzialmente influenzare le loro risorse, '", ha detto Michael. "Il pompaggio offshore di acqua dolce freatica potrebbe causare cedimenti sulla terraferma, che può causare una serie di problemi, soprattutto nelle aree popolate. E poi ci sono i freschi, risorse idriche sotterranee in via di esaurimento che potrebbero potenzialmente essere una risorsa per l'uomo in futuro".