L'acqua è una cosa effimera. Può emergere da una sorgente isolata, come per magia, per far nascere un ruscello gorgogliante. Può anche scorrere attraverso un fiume possente, filtrando nel terreno finché tutto ciò che rimane a valle è un ombroso arroyo, gli alberi vicini offrono l'unico indizio di dove sia andata a finire l'acqua.

L'interazione tra acque superficiali e sotterranee è spesso trascurata da coloro che utilizzano questa risorsa vitale a causa della difficoltà di studiarla. I professori assistenti Scott Jasechko e Debra Perrone, dell'UC Santa Barbara, ei loro colleghi hanno sfruttato il loro enorme database di misurazioni delle acque sotterranee per studiare l'interazione tra queste risorse correlate. I loro risultati, pubblicato in Natura , indicano che molti più fiumi negli Stati Uniti potrebbero perdere acqua nel terreno di quanto si pensasse in precedenza.

In molti luoghi le acque superficiali e sotterranee si collegano, mentre in altri sono separati da strati rocciosi impermeabili. Dipende dalla geologia sottostante. Ma dove si mescolano, l'acqua può passare dal flusso sopra e sotto il suolo.

I "fiumi che guadagnano" ricevono acqua dalle acque sotterranee circostanti, mentre i "fiumi in perdita" si infiltrano nella falda acquifera sottostante. Gli scienziati non avevano una buona comprensione della prevalenza di ciascuna di queste condizioni su scala continentale. In poche parole, nessuno aveva precedentemente messo insieme così tante misurazioni delle acque sotterranee, ha spiegato Jasechko, l'autore principale dello studio.

Guadagnare e perdere fiumi

Gli studi tipici delle acque sotterranee includono misurazioni del livello dell'acqua da poche centinaia a 1, 000 pozzi. Questo studio comprende 4,2 milioni.

Perrone e Jasechko hanno dedicato anni alla raccolta di dati da 64 agenzie negli Stati Uniti e all'analisi dei risultati. "La compilazione di questi dati è stata un'impresa enorme. Abbiamo raccolto milioni di punti dati e esaminato centinaia di articoli nel corso di sei anni, " disse Perrone.

Il database risultante ha accelerato una serie di studi successivi del team. "Possiamo utilizzare questo ampio set di dati in modi innovativi per rispondere a domande che non siamo stati in grado di affrontare in precedenza, " lei ha aggiunto.

Per questa carta, Jasechko, Perrone e i loro coautori hanno confrontato i livelli dell'acqua nei pozzi con la superficie del ruscello più vicino. "Applichiamo un metodo semplice a un set di dati di grandi dimensioni, " ha detto Jasechko. "Noi identifichiamo pozzi con livelli d'acqua che si trovano al di sotto del ruscello più vicino, il che implica che questi flussi vicini potrebbero infiltrarsi nel sottosuolo se è sufficientemente permeabile".

Il team ha scoperto che quasi i due terzi dei pozzi avevano livelli d'acqua al di sotto del ruscello più vicino. Questo crea un gradiente che può guidare l'acqua dal canale del fiume nella falda acquifera sottostante.

"La nostra analisi mostra che due fiumi su tre negli Stati Uniti stanno già perdendo acqua. È molto probabile che questo effetto peggiorerà nei prossimi decenni e alcuni fiumi potrebbero addirittura scomparire", ha affermato il co-autore Hansjörg Seybold dell'ETH di Zurigo.

"Il fenomeno, messo in moto decenni fa, è ora diffuso negli Stati Uniti. Ci sono molti più corsi d'acqua che drenano nelle falde acquifere sottostanti di quanto avessimo inizialmente ipotizzato, " Seybold ha continuato. "Poiché fiumi e torrenti sono un approvvigionamento idrico vitale per l'agricoltura e le città, la gravità della situazione è stata una sorpresa".

I fiumi erano particolarmente inclini a perdere acqua nelle regioni aride, lungo la topografia pianeggiante e nelle aree con estensivo pompaggio di acque sotterranee, hanno osservato. Un primo esempio di questo sarebbe il terreno agricolo pianeggiante in regioni semi-aride come la Central Valley della California. "Stiamo letteralmente prosciugando i fiumi, "Ha detto Seybold.

La perdita di fiumi può avere un impatto sugli altri utenti dell'acqua, comunità ed ecosistemi a valle che dipendono dai flussi di superficie. "Storicamente, abbiamo spesso trattato queste due risorse come risorse separate, "Il nostro lavoro sottolinea l'importanza di considerare le acque sotterranee e superficiali come un'unica risorsa a cui sono collegate", ha detto Perrone.

I ricercatori hanno anche scoperto che la perdita di fiumi è diffusa negli Stati Uniti da un po' di tempo, presente in molti luoghi almeno fin dagli anni Quaranta e Cinquanta. E mentre molti corsi d'acqua perdono naturalmente acqua, il problema può essere aggravato dall'attività umana.

Gli esseri umani hanno estratto acqua dal suolo per migliaia di anni; in America lo fanno da centinaia di anni. La pratica ha subito un'accelerazione dopo la seconda guerra mondiale ed è dilagante dagli anni '70, accompagnata dalle conseguenze indesiderabili e indesiderate che comporta.

"Questo non è un fenomeno nuovo, " ha detto Jasechko. "E 'stato con noi per decenni."

I livelli dell'acqua variano nel corso degli anni e dei decenni, e sfortunatamente i ricercatori hanno un solo punto dati per molti dei pozzi nel loro campione. Un altro lavoro del team suggerisce che le acque sotterranee in genere fluttuano di non più di pochi metri nel corso di un anno. Però, il livello dell'acqua per i numerosi pozzi vicino ai fiumi in perdita era più di due metri sotto la superficie del ruscello più vicino, aumentando la fiducia dei ricercatori che i fiumi che perdono sono probabilmente diffusi.

"Possiamo osservare i livelli delle acque dei pozzi solo dove esistono i pozzi, " Jasechko ha riconosciuto. "È un punto ovvio ma importante. La nostra analisi è intrinsecamente sbilanciata sui luoghi in cui sono stati perforati i pozzi, e quindi anche nei luoghi in cui viene pompata l'acqua freatica".

Mentre i ricercatori non vedono alcun modo semplice per aggirare questo a breve termine, sperano che i loro risultati possano informare la gestione e il monitoraggio delle risorse, forse informando le politiche che finanziano più pozzi di monitoraggio nelle aree sotto indagine.

"Grandi studi come questo portano le persone a pensare a una politica idrica più ampia, — disse Perrone. — E per me, ecco perché le analisi su scala continentale sono importanti".

"La mia speranza è che questo studio induca più persone a pensare all'interconnessione delle acque sotterranee e superficiali dove queste due risorse sono collegate, e ottiene anche la politica delle acque sotterranee sulla mappa, " ha continuato. Per così tanto tempo questa risorsa è stata letteralmente e metaforicamente nascosta.

Perrone e Jasechko hanno in programma di espandere questo tipo di analisi su larga scala ad altre parti del globo e vedere come il pompaggio e la perdita dei fiumi influiscano sugli ecosistemi dipendenti dalle acque sotterranee. Perrone intende anche collegare i loro risultati al suo cruscotto delle acque sotterranee.

"La perdita di fiumi non è uno scenario ipotetico, " Ha dichiarato Jasechko. "Sono qui e ora." Sono in parte il risultato del secolo scorso di uso e uso improprio dell'acqua.

"Se abbiamo una migliore comprensione di quanto sia diffuso questo fenomeno, allora possiamo influenzare la politica futura in modo positivo, “ha aggiunto Perrone. Perché la società ha superato il punto in cui si può parlare di prevenzione; adesso si parla di risposta.