Anche in scenari di riscaldamento climatico modesto, gli Stati Uniti continentali devono affrontare una significativa perdita di acque sotterranee:circa 119 milioni di metri cubi, o abbastanza grossolanamente da riempire il lago Powell quattro volte o un quarto del lago Erie, uno studio primo nel suo genere ha dimostrato.

I risultati, pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura , mostrano che poiché le temperature di riscaldamento spostano l'equilibrio tra l'offerta e la domanda di acqua, lo stoccaggio di acque sotterranee poco profonde può tamponare lo stress idrico delle piante, ma solo dove sono presenti connessioni con acque sotterranee poco profonde, e non a tempo indeterminato. Poiché il riscaldamento persiste, che lo stoccaggio può essere esaurito, a spese dei collegamenti vitali tra le acque superficiali, come fiumi, ruscelli e bacini idrici sotterranei.

"Anche con una custodia riscaldante a 1,5 gradi Celsius, è probabile che perderemo molte acque sotterranee, " ha detto Reed Maxwell, professore di idrologia alla Colorado School of Mines, che è co-autore del documento con Laura Condon dell'Università dell'Arizona e Adam Atchley del Los Alamos National Laboratory. "La costa orientale potrebbe iniziare ad assomigliare alla costa occidentale dal punto di vista dell'acqua. Sarà una vera sfida".

La maggior parte dei modelli di circolazione globale non tiene conto del movimento laterale dell'acqua nel sottosuolo. Tipicamente, includono solo un limitato movimento su e giù, come la pioggia che filtra dalla vegetazione nel terreno e le radici che tirano su l'acqua dal terreno. Inoltre, questi modelli tendono a limitare la loro portata a pochi metri sopra o sotto terra.

Questo nuovo studio va oltre per simulare come l'acqua si muove nel sottosuolo e si connette con la superficie terrestre.

"Abbiamo chiesto come sarebbe la risposta se includessimo l'intera complessità del movimento dell'acqua sotterranea in una simulazione su larga scala, e pensiamo che questa sia la prima volta che viene fatto, " disse Condon, autore principale dell'articolo e assistente professore di idrologia e scienze atmosferiche presso l'Università dell'Arizona.

I calcoli hanno rivelato una risposta diretta dello stoccaggio delle acque sotterranee poco profonde al riscaldamento che dimostra l'effetto forte e precoce che anche un riscaldamento da basso a moderato può avere sullo stoccaggio delle acque sotterranee e sull'evapotraspirazione.

Negli Stati Uniti occidentali, i cambiamenti nello stoccaggio delle acque sotterranee possono rimanere nascosti per lungo tempo, lo studio ha rivelato, perché la falda acquifera è già profonda, e il calo dei livelli non avrebbe un effetto così grande sulle acque superficiali. Inoltre, la vegetazione della regione è già in gran parte limitata dall'acqua e adatta ad essere scollegata dalle fonti di acque sotterranee profonde.

Però, gli Stati Uniti orientali saranno molto più sensibili a un abbassamento della falda freatica. Le acque sotterranee e superficiali sono più strettamente collegate, e l'esaurimento delle acque sotterranee sarà più distruttivo per la vegetazione, torrenti e fiumi. Molti dei sistemi che sono stati messi in atto negli Stati Uniti occidentali per la gestione e la gestione della carenza idrica mancano nella parte orientale del paese, anche.

Lo studio ha rivelato che le regioni degli Stati Uniti orientali potrebbero raggiungere un punto di svolta prima piuttosto che dopo, quando la vegetazione inizia a perdere l'accesso alle acque sotterranee poco profonde poiché lo stoccaggio si esaurisce con il riscaldamento.

"Inizialmente, le piante potrebbero non subire stress perché hanno ancora a disposizione acque sotterranee poco profonde, ma poiché continuiamo ad avere condizioni più calde, possono compensare sempre meno, e i cambiamenti sono ogni anno più drammatici, "Condon ha detto. "In altre parole, le acque sotterranee poco profonde stanno tamponando la risposta al riscaldamento, ma quando è esaurito, non può più farlo".

Le simulazioni dello studio sono state impostate per mantenere gli stessi modelli di precipitazione e aumentare solo le temperature atmosferiche secondo proiezioni che vanno da 1,5 a 4 gradi Celsius. Anche con un modesto riscaldamento di 1,5 gradi Celsius, 119 milioni di metri cubi di stoccaggio sono stati persi dalle acque sotterranee, ovvero quattro volte il volume del lago Powell, il più grande bacino idrico del bacino dell'Alto Colorado. A 4 gradi Celsius, le perdite di acque sotterranee sono state proiettate a 324 milioni di metri cubi, circa 10 volte il volume del lago Powell o abbastanza da riempire quasi i tre quarti del lago Erie.

"Stiamo affrontando una crisi nello stoccaggio globale delle acque sotterranee, " Ha detto Condon. "Enormi serbatoi di acque sotterranee si stanno prosciugando a un ritmo allarmante, e questo è un problema perché nutrono le principali regioni in crescita in tutto il mondo".

Il documento di ricerca, "L'evapotraspirazione esaurisce le acque sotterranee sotto il riscaldamento negli Stati Uniti contigui, " è pubblicato sulla rivista ad accesso libero Comunicazioni sulla natura .