In molte regioni semiaride e aride del mondo, l'acqua sotterranea prelevata dalle falde acquifere di riempimento dei bacini sostiene l'agricoltura locale e le grandi città. Tali falde acquifere sono tipicamente rifornite da precipitazioni ad alta quota e dallo scioglimento della neve lungo i fronti montuosi che circondano attraverso diversi percorsi. Questi percorsi includono l'infiltrazione da corsi d'acqua, flusso sotterraneo diffuso dalle montagne al bacino, e flusso sotterraneo focalizzato lungo caratteristiche come le faglie. La distinzione tra questi vari mezzi di ricarica del fronte montano è necessaria per gestire efficacemente le limitate riserve idriche delle falde acquifere, ma può essere impegnativo perché le acque che si muovono attraverso percorsi diversi possono essere difficili da campionare e spesso hanno impronte chimiche simili.

Ora Markovich et al. mostrano che una combinazione di tecniche può essere utilizzata per affrontare queste sfide. Poiché le varie componenti della ricarica del fronte montano possono differire sostanzialmente in termini di velocità del flusso, la distanza percorsa dall'acqua, e l'elevazione alla quale avviene la ricarica, il team ha ipotizzato che la datazione dell'età delle acque sotterranee, combinato con metodi termometrici e modelli numerici, potrebbe essere utilizzato per distinguerli. Per testare questo approccio, il team ha applicato una serie di tecniche, inclusi gas nobile e traccianti isotopici come il radiocarbonio, cripto-85, argon-39, e trizio, per caratterizzare le acque sotterranee pompate da sei pozzi nel Tucson Basin settentrionale dell'Arizona.

I traccianti hanno indicato la presenza di acqua molto antica in un pozzo situato in un substrato roccioso esposto all'aria vicino al fronte della montagna, così come l'acqua moderna miscelata con una piccola percentuale di acqua più vecchia in due pozzi di produzione del bacino. Collettivamente, dicono gli autori, i risultati indicano che questo approccio multiforme può essere utilizzato per caratterizzare le sorgenti di acque sotterranee e il comportamento del flusso dominante negli acquiferi di riempimento del bacino e che queste informazioni possono, a sua volta, essere utilizzato per quantificare sia il sottosuolo che le componenti di superficie della ricarica del fronte montuoso. Poiché il cambiamento climatico può influenzare la quantità e la tempistica di ciascun componente di ricarica in modi diversi, questo approccio rappresenta un importante passo avanti nell'ottenere i dati necessari per gestire in modo sostenibile queste cruciali fonti d'acqua nei climi presenti e futuri.

Questa storia è ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.