Le comunità che dipendono dal fiume Colorado stanno affrontando una crisi idrica. Lago Mead, il più grande bacino idrico del fiume, è sceso a livelli mai visti da quando è stato creato dalla costruzione della diga di Hoover circa un secolo fa. Arizona e Nevada stanno affrontando i loro primi tagli obbligatori dell'acqua, mentre l'acqua viene rilasciata da altri serbatoi per mantenere in funzione le centrali idroelettriche del fiume Colorado.

Se anche il possente Colorado e i suoi bacini idrici non sono immuni al caldo e alla siccità aggravati dal cambiamento climatico, dove prenderà l'acqua l'occidente?

C'è una risposta nascosta:sottoterra.

Poiché l'aumento delle temperature e la siccità prosciugano i fiumi e sciolgono i ghiacciai montani, le persone dipendono sempre più dall'acqua sotto i loro piedi. Le risorse idriche sotterranee forniscono attualmente acqua potabile a quasi la metà della popolazione mondiale e circa il 40% dell'acqua utilizzata per l'irrigazione a livello globale.

Quello che molte persone non si rendono conto è quanti anni e quanto sia vulnerabile gran parte di quell'acqua.

La maggior parte dell'acqua immagazzinata nel sottosuolo è lì da decenni, e gran parte di essa è rimasta seduta per centinaia, migliaia o addirittura milioni di anni. Le acque sotterranee più vecchie tendono a risiedere in profondità nel sottosuolo, dove è meno facilmente influenzato da condizioni superficiali come siccità e inquinamento.

Poiché i pozzi meno profondi si prosciugano sotto la pressione dello sviluppo urbano, crescita demografica e cambiamento climatico, le vecchie acque sotterranee stanno diventando sempre più importanti.

Bere acque sotterranee antiche

Se mordi un pezzo di pane che era 1, 000 anni, probabilmente te ne accorgeresti.

L'acqua che è stata sotterranea per mille anni può avere un sapore diverso, pure. Liscivia sostanze chimiche naturali dalla roccia circostante, modificando il suo contenuto di minerali. Alcuni contaminanti naturali legati all'età delle acque sotterranee, come il litio che migliora l'umore, possono avere effetti positivi. Altri contaminanti, come ferro e manganese, può essere fastidioso.

Anche le vecchie acque sotterranee a volte sono troppo salate per essere bevute senza un trattamento costoso. Questo problema può essere peggiore vicino alle coste:l'eccesso di pompaggio crea spazio che può attirare l'acqua di mare nelle falde acquifere e contaminare le forniture di acqua potabile.

Le antiche acque sotterranee possono impiegare migliaia di anni per ricostituirsi naturalmente. E, come ha visto la California durante la siccità del 2011-2017, gli spazi di stoccaggio sotterranei naturali si comprimono mentre si svuotano, quindi non possono ricaricarsi alla loro capacità precedente. Questa compattazione a sua volta provoca la rottura del terreno soprastante, fibbia e affondare.

Eppure oggi le persone stanno perforando pozzi più profondi in Occidente poiché la siccità esaurisce le acque superficiali e le fattorie dipendono maggiormente dalle acque sotterranee.

Cosa significa che l'acqua è "vecchia"?

Immaginiamo un temporale sulla California centrale 15, 000 anni fa. Mentre la tempesta si abbatte su quella che ora è San Francisco, la maggior parte della pioggia cade nell'Oceano Pacifico, dove alla fine evaporerà nell'atmosfera. Però, un po' di pioggia cade anche nei fiumi, nei laghi e sulla terraferma. Mentre quella pioggia filtra attraverso strati di terreno, entra lentamente gocciolando "percorsi" di acque sotterranee.

Alcuni di questi percorsi portano sempre più in profondità, dove l'acqua si raccoglie in fessure all'interno del substrato roccioso a centinaia di metri sottoterra. L'acqua raccolta in queste riserve sotterranee è in un certo senso tagliata fuori dal ciclo attivo dell'acqua, almeno su scale temporali rilevanti per la vita umana.

Nell'arida Central Valley della California, gran parte dell'antica acqua accessibile è stata pompata fuori dalla terra, principalmente per l'agricoltura. Laddove la scala temporale del rifornimento naturale sarebbe dell'ordine dei millenni, l'infiltrazione agricola ha parzialmente riempito alcune falde acquifere con acqua nuova, troppo spesso inquinata. Infatti, luoghi come Fresno ora riempiono attivamente le falde acquifere con acqua pulita (come acque reflue trattate o acque piovane) in un processo noto come "ricarica gestita della falda acquifera".

Nel 2014, a metà della loro peggiore siccità nella memoria moderna, La California è diventata l'ultimo stato occidentale ad approvare una legge che richiede piani di sostenibilità delle acque sotterranee locali. Le acque sotterranee possono essere resistenti alle ondate di calore e ai cambiamenti climatici, ma se lo usi tutto, sei nei guai.

Una risposta alla domanda d'acqua? Perforare più a fondo. Eppure quella risposta non è sostenibile.

Primo, è costoso:le grandi aziende agricole e le società di estrazione del litio tendono ad essere il tipo di investitori che possono permettersi di perforare abbastanza in profondità, mentre le piccole comunità rurali non possono.

Secondo, una volta pompate antiche acque sotterranee, le falde acquifere hanno bisogno di tempo per riempirsi. I percorsi di flusso possono essere interrotti, soffocare un approvvigionamento idrico naturale alle sorgenti, zone umide e fiumi. Nel frattempo, il cambiamento di pressione nel sottosuolo può destabilizzare la terra, facendo sprofondare la terra e persino portando a terremoti.

Terzo è la contaminazione:mentre profonda, le acque sotterranee antiche ricche di minerali sono spesso più pulite e sicure da bere rispetto a quelle più giovani, acque sotterranee meno profonde, un eccesso di pompaggio può cambiarlo. Poiché le regioni a corto di acqua dipendono maggiormente dalle acque sotterranee profonde, l'eccessivo pompaggio abbassa la falda freatica e attira l'acqua moderna inquinata che può mescolarsi con l'acqua più vecchia. Questa miscelazione provoca il deterioramento della qualità dell'acqua, portando alla domanda di pozzi sempre più profondi.

Leggere la storia del clima nelle acque sotterranee antiche

Ci sono altri motivi per preoccuparsi delle acque sotterranee antiche. Come veri fossili, "acque sotterranee fossili" estremamente antiche possono insegnarci il passato.

Immagina di nuovo il nostro temporale preistorico:15, 000 anni fa, il clima era molto diverso da oggi. I prodotti chimici che si dissolvevano nelle antiche acque sotterranee sono oggi rilevabili, aprendo finestre su un mondo passato. Alcune sostanze chimiche disciolte fungono da orologi, dire agli scienziati l'età delle acque sotterranee. Per esempio, sappiamo quanto velocemente si dissolvono il carbonio-14 e il krypton-18, quindi possiamo misurarli per calcolare quando l'acqua ha interagito l'ultima volta con l'aria.

Le acque sotterranee più giovani scomparse nel sottosuolo dopo gli anni '50 hanno un aspetto unico, firma chimica artificiale:alti livelli di trizio dai test sulla bomba atomica.

Altre sostanze chimiche disciolte si comportano come minuscoli termometri. Gas nobili come argon e xeno, ad esempio, sciogliere più in acqua fredda che in acqua calda, lungo una curva di temperatura ben nota. Una volta che le acque sotterranee sono isolate dall'aria, i gas nobili disciolti non fanno molto. Di conseguenza, conservano le informazioni sulle condizioni ambientali nel momento in cui l'acqua è penetrata per la prima volta nel sottosuolo.

Le concentrazioni di gas nobili nelle acque sotterranee fossili hanno fornito alcune delle nostre stime più affidabili della temperatura sulla terraferma durante l'ultima era glaciale. Tali risultati forniscono informazioni sui climi moderni, compreso quanto sia sensibile la temperatura media della Terra all'anidride carbonica nell'atmosfera. Questi metodi supportano un recente studio che ha riscontrato un riscaldamento di 3,4 gradi Celsius con ogni raddoppio dell'anidride carbonica.

Passato e futuro delle acque sotterranee

Persone in alcune regioni, come il New England, bevono da anni acque sotterranee antiche con scarso pericolo di esaurire le scorte utilizzabili. Piogge regolari e varie fonti d'acqua, comprese le acque superficiali nei laghi, fiumi e manto nevoso:forniscono alternative alle acque sotterranee e riempiono le falde acquifere con nuova acqua. Se le falde acquifere possono tenere il passo con la domanda, l'acqua può essere utilizzata in modo sostenibile.

fuori ovest, anche se, oltre un secolo di uso dell'acqua non gestito ed esorbitante significa che alcuni dei luoghi più dipendenti dalle acque sotterranee - regioni aride vulnerabili alla siccità - hanno sperperato le antiche risorse idriche che un tempo esistevano nel sottosuolo.

Un famoso precedente per questo problema è nelle Grandi Pianure. Là, l'antica acqua della falda acquifera di Ogallala fornisce acqua potabile e irrigazione a milioni di persone e fattorie dal South Dakota al Texas. Se le persone dovessero prosciugare questa falda acquifera, ci vorrebbero migliaia di anni per ricaricarsi naturalmente. È un tampone vitale contro la siccità, tuttavia l'irrigazione e l'agricoltura ad alta intensità d'acqua stanno abbassando i livelli dell'acqua a ritmi insostenibili.

Mentre il pianeta si riscalda, l'antica falda freatica sta diventando sempre più importante, sia che sgorghi dal rubinetto della cucina, irrigazione di colture alimentari, o offrendo avvertimenti sul passato della Terra che possono aiutarci a prepararci per un futuro incerto.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.