Una nuova tecnica che utilizza traccianti di gas nobile disciolto fa luce su come l'acqua si muove attraverso una falda acquifera, con implicazioni per le risorse idriche e la loro vulnerabilità ai cambiamenti climatici.

L'Organizzazione per l'alimentazione e l'agricoltura, un'agenzia delle Nazioni Unite, ha definito le montagne le "torri d'acqua del mondo". Globalmente, le regioni montuose forniscono acqua dolce a miliardi di persone attraverso lo scioglimento delle nevi e i ghiacciai. Eppure il 21° secolo è destinato a mettere a dura prova queste risorse idriche. I modelli climatici proiettano cambiamenti nei tempi e nella quantità di precipitazioni, dinamica alterata del manto nevoso, e lo scioglimento dei ghiacciai. Questi cambiamenti, oltre ad altri ceppi, tra cui l'aumento della pressione demografica e la contaminazione dall'industria e dall'agricoltura passate e presenti, influenzerà il flusso dei fiumi, qualità dell'acqua, e stoccaggio delle acque sotterranee.

Queste pressioni richiederanno un'attenta gestione dell'acqua e forse anche la riprogettazione dei sistemi di acqua potabile. In un nuovo documento, Popp et al. descrivere un nuovo quadro che utilizza gas nobili disciolti per tracciare come l'acqua del fiume si mescola con l'acqua freatica e quanto velocemente l'acqua freatica si muove attraverso una falda acquifera.

Il caso di studio si è svolto nel bacino idrografico del fiume Emme nelle Alpi svizzere, un sistema alimentato dallo scioglimento delle nevi con un letto di ghiaia grossolana e sabbia sovrastante una falda acquifera. Gli autori hanno utilizzato gli isotopi dell'elio-4 per determinare come l'acqua dei fiumi e le acque sotterranee regionali si mescolano nel sottosuolo. Hanno usato gli isotopi del radon-222 per dedurre i tempi di viaggio dell'acqua del fiume recentemente infiltrata attraverso la falda acquifera. I risultati hanno aiutato gli autori a stimare i tempi di percorrenza delle acque sotterranee molto giovani, fondamentale per valutare la sicurezza dell'acqua.

Lo studio ha rilevato che quasi il 70% delle acque sotterranee nello spartiacque proviene da acque fluviali di recente infiltrazione. L'acqua del fiume impiega circa 2 settimane per passare attraverso la falda acquifera, e l'alveo governa principalmente l'infiltrazione. L'elevata frazione di acque sotterranee infiltrate e il suo breve tempo di percorrenza attraverso la falda acquifera suggeriscono che è vulnerabile all'aumento della contaminazione e della siccità.

Il nuovo metodo fornisce risultati quasi in tempo reale e consente di quantificare le incertezze utilizzando un approccio statistico:un modello di miscelazione bayesiana. Il caso di studio nelle Alpi svizzere dimostra la fattibilità e il valore aggiunto del quadro proposto. Gli autori suggeriscono che quando applicato a diversi bacini idrografici, l'approccio può evidenziare i rischi e le vulnerabilità che devono affrontare le forniture idriche alimentate dalle montagne e migliorare la sicurezza idrica in tutto il mondo.

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