Depressioni piene di acqua sciolta punteggiano una prateria nelle praterie canadesi. Sono stati lasciati dai ghiacciai quando l'ultima calotta di ghiaccio ha lasciato le Grandi Pianure circa 10, 000 a 12, 000 anni fa. Hanno un diametro da 50 a 100 metri e una profondità da 1 a 2 metri. Credito:Darren Sjogren
Il ciclo dell'acqua è un delicato equilibrio. In ambienti naturali, l'acqua della pioggia o dello scioglimento della neve può penetrare nel terreno o defluire nei ruscelli. Parte dell'acqua viene immagazzinata in serbatoi sotterranei naturali, chiamati acque sotterranee. Le piante consumano l'acqua per crescere, e poi nuove precipitazioni riempiono le acque sotterranee, un processo chiamato ricarica delle acque sotterranee.
Nei climi secchi, le piante consumano la maggior parte dell'acqua che entra nel terreno. Quindi, come viene riempita la falda acquifera? Per le praterie canadesi la risposta si trova nelle depressioni situate nel paesaggio. In queste depressioni, il deflusso dal terreno circostante si accumula e si sposta nelle acque sotterranee.
Le depressioni nel paesaggio sono state lasciate dai ghiacciai quando l'ultima calotta glaciale ha lasciato le Grandi Pianure circa 10, 000 a 12, 000 anni fa. Come un giardino della pioggia, assorbono il deflusso dall'ambiente circostante, ma in genere sono più grandi. Hanno un diametro da 50 a 100 metri e una profondità da 1 a 2 metri.
Però, gli scienziati sono preoccupati che i cambiamenti climatici possano avere un impatto su questo delicato processo di ricarica delle acque sotterranee.
Attualmente, la maggior parte dell'acqua nelle depressioni arriva sotto forma di deflusso dallo scioglimento della neve mentre scorre sul terreno ghiacciato e nelle depressioni. I ricercatori in Canada hanno studiato come questo processo potrebbe essere disturbato in futuro a causa dei cambiamenti climatici.
Masaki Hayashi e il team dell'Università di Calgary hanno recentemente pubblicato questo lavoro in Diario della zona di Vadose , una pubblicazione della Soil Science Society of America.
I ricercatori hanno posizionato gli strumenti direttamente nelle depressioni piene di neve sciolta nell'area di studio vicino a Calgary. Hanno preso misurazioni dei livelli dell'acqua in vari periodi dell'anno per aiutare a testare il loro modello. Credito:Masaki Hayashi
"La motivazione di questa ricerca è nata dalla necessità di stimare la ricarica per la gestione sostenibile delle acque sotterranee nelle praterie canadesi, " dice Hayashi. "Non possiamo gestire una risorsa rinnovabile se non sappiamo quanto viene rinnovata ogni anno. Sarebbe come cercare di gestire le spese da un conto in banca senza conoscere l'ammontare delle entrate".
Gli esperti prevedono che le future condizioni climatiche di queste praterie saranno più calde e umide. Anche se sembra che ciò comporterebbe una maggiore ricarica delle acque sotterranee, gli scienziati volevano determinare se sarebbe stato così in queste depressioni.
Queste aree basse raccolgono il deflusso della neve sciolta e possono persino diventare stagni in primavera. Alcune delle depressioni più grandi hanno persino acqua che rimane per tutta l'estate. Quelle sono chiamate zone umide della prateria o zone umide delle buche della prateria e ospitano molte piante e animali acquatici della zona.
Per determinare in che modo un clima più caldo e umido avrebbe un impatto sulla ricarica delle acque sotterranee, gli scienziati hanno utilizzato un modello per simulare l'ambiente. Collocando la strumentazione direttamente nelle depressioni, hanno raccolto informazioni sulle proprietà del suolo, il tempo, e le dimensioni della depressione e dell'ambiente circostante. Il loro lavoro, una sorta di modello di "bilancio idrico del suolo", hanno utilizzato i dati raccolti per simulare il modo in cui l'acqua potrebbe spostarsi dalla superficie agli strati più profondi del suolo in futuro.
Hanno scoperto che l'accumulo di neve e la quantità e la durata del congelamento del terreno in inverno diminuiranno. Ciò significa che ci saranno meno deflussi nelle depressioni e una minore ricarica delle falde acquifere.
Gli Stati Uniti hanno anche depressioni nel terreno che si riempiono dopo lo scioglimento di grandi quantità di neve. Questo si trova nell'altopiano di Santa Rosa nell'aprile 2019. La California ha registrato un buon anno di nevicate, e questa “piscina primaverile” si animava per breve tempo in primavera, contribuendo all'ecosistema, oltre a ricaricare le falde acquifere. Credito:Susan V. Fisk
"Un clima più umido si traduce generalmente in una ricarica maggiore, ma non sembra essere il caso delle Grandi Pianure settentrionali, dove la ricarica è focalizzata nelle depressioni, " spiega Hayashi. "Anche se le precipitazioni totali possono aumentare, avremo più pioggia e meno neve. Ciò significa che l'accumulo di neve in inverno diminuirà. Anche, avremo una durata più breve del terreno ghiacciato e una penetrazione meno profonda del gelo del suolo".
Aggiunge che questo crea un problema perché lo scioglimento della neve che scorre lentamente sul terreno ghiacciato, che non gli permette di assorbire rapidamente, è la chiave per il deflusso che arriva alle depressioni.
La diminuzione della ricarica può avere molti effetti sull'ambiente, dicono i ricercatori. Per esempio, molte piccole sorgenti sono alimentate da acque sotterranee e potrebbero essere colpite.
"Potrebbe comportare una diminuzione del flusso di base di piccoli corsi d'acqua alimentati da acque sotterranee, " Hayashi dice. "Alcuni dei flussi perenni possono diventare stagionali. Questo può avere una forte influenza sull'ecosistema del torrente. Globale, queste piccole depressioni possono sembrare meno importanti rispetto alle depressioni più grandi che ospitano le praterie umide. Però, ci sono molte altre piccole depressioni, e sono collettivamente importanti per la ricarica delle acque sotterranee".
