Un gruppo di ricerca guidato dall'Università del Massachusetts Amherst, in collaborazione con l'Università dell'Alaska-Anchorage e la Columbia University, ha condotto la più ampia analisi di traccianti idrologici mai effettuata sulla regione delle Ande secche in Cile, Argentina e Bolivia, che ospita la maggior parte delle i depositi mondiali di litio e altri elementi, come il rame, fondamentali per la transizione energetica verde dal petrolio all'elettricità.
Ma le Ande Secche, così come altre regioni iperaride, sono anche estremamente sensibili a qualsiasi attività, come l'estrazione mineraria, che possa alterare la presenza, la composizione e il flusso dell'acqua sia superficiale che sotterranea.
Fino ad ora, tuttavia, non esisteva una comprensione affidabile e completa di come funzionano esattamente i sistemi idrologici in paesaggi estremamente aridi, il che significa che i regolatori ambientali non dispongono delle informazioni di cui hanno bisogno per gestire al meglio l’industria mineraria e la transizione verso pratiche più ambientali. futuro sostenibile.
La ricerca appare su PLOS Water .
"Abbiamo pensato all'acqua in modo completamente sbagliato", afferma Brendan Moran, autore principale dello studio e ricercatore post-dottorato in geoscienze presso l'UMass Amherst. "Di solito presupponiamo che l'acqua sia acqua e gestiamo tutta l'acqua allo stesso modo, ma la nostra ricerca mostra che in realtà ci sono due parti ben distinte del bilancio idrico nelle Ande Secche, e rispondono in modo molto diverso ai cambiamenti ambientali e all'utilizzo umano. "
L’acqua è particolarmente importante per il litio, il componente cruciale delle potenti batterie di auto elettriche e ibride e di sistemi fotovoltaici. Il litio non si trova spesso in forma solida e tende a formarsi in strati di cenere vulcanica, ma reagisce rapidamente con l'acqua. Quando la pioggia o lo scioglimento della neve si spostano attraverso gli strati di cenere, il litio filtra nelle acque sotterranee, spostandosi verso valle fino a depositarsi in un bacino piatto dove rimane in soluzione sotto forma di una miscela salata di acqua e litio.
Poiché questa salamoia è molto densa, spesso si deposita sotto sacche di acqua dolce superficiale, che galleggiano sopra il fluido ricco di litio sottostante. Queste lagune e zone umide fresche e salmastre spesso diventano paradisi per ecosistemi unici e fragili e specie iconiche come i fenicotteri, e sono anche composte da diversi tipi di acqua:quindi come si distinguono i tipi di acqua?
Moran e i suoi coautori, tra cui David Boutt, professore di geoscienze all'UMass Amherst, e Lee Ann Munk, professore di scienze geologiche all'Università dell'Alaska, avevano precedentemente sviluppato un metodo per determinare quanti anni ha un dato campione d'acqua e tracciare la sua interazione con il paesaggio utilizzando 3 H, o trizio, e il rapporto tra l'isotopo dell'ossigeno 18 O e l'isotopo dell'idrogeno 2 H. Il trizio si trova naturalmente nell'acqua piovana e decade a un ritmo prevedibile.
"Questo ci consente di ottenere l'età relativa dell'acqua", afferma Moran. "È 'vecchia', nel senso che è caduta un secolo o più fa, o è acqua 'contemporanea' caduta da poche settimane a anni fa?"
Il rapporto tra 18 O e 2 H ha inoltre permesso al team di tracciare la quantità di evaporazione a cui era stata soggetta l'acqua.
"I 18 O/ 2 Il rapporto H è come un’impronta digitale specifica, perché diverse fonti d’acqua – corsi d’acqua o laghi – avranno rapporti diversi. Questo ci consente di sapere da dove proviene l'acqua e per quanto tempo è rimasta vicino alla superficie e fuori dal terreno", aggiunge Moran.
Per questa nuova ricerca, Moran e Boutt hanno lavorato con le parti interessate nelle Ande Secche per campionare quasi ogni fonte d'acqua nell'intera regione - un'impresa senza precedenti, dato quanto sono inospitali e scarsamente abitate le Ande Secche - e per misurare i loro vari isotopi.
Ciò ha permesso loro di scoprire che le acque vecchie e quelle giovani non si mescolano realmente e si comportano in modo molto diverso.
"Le antiche e profonde acque sotterranee sostengono il sistema idrologico in tutte le Ande Secche", afferma Boutt. "Solo il 20%-40% dell'acqua è acqua superficiale contemporanea, ma è l'acqua più sensibile ai cambiamenti climatici, ai cicli delle tempeste e agli usi antropici come l'estrazione mineraria. Gli scienziati pensavano che l'acqua di superficie fosse l'acqua più stabile perché era viene costantemente ricaricata dal deflusso, ma in luoghi estremamente aridi come le Ande Secche, questo non è vero e il problema è che questa nuova comprensione di come funziona l'acqua non è stata incorporata in nessun sistema di gestione da nessuna parte."
Le implicazioni di ciò sono immediate, e Moran afferma che tra le più importanti c’è quella di proteggere i vari condotti – ruscelli, fiumi, filtri e così via – attraverso i quali l’acqua piovana fresca e giovane scorre nelle lagune e nelle zone umide che sono così critiche dal punto di vista ambientale. Ciò significa anche che i gestori devono sviluppare metodi diversi per la gestione delle acque giovani e vecchie; non esiste un approccio valido per tutti che funzioni.
La cosa forse più importante, sottolinea Boutt, "Ciò che vediamo nelle Ande secche è rappresentativo dell'idrologia di tutte le regioni estremamente aride, compreso gli Stati Uniti occidentali. Non si limita nemmeno all'estrazione del litio."
"L'acqua nelle regioni aride del mondo funziona allo stesso modo", aggiunge Moran, "e quindi i gestori idrici di tutto il mondo devono essere consapevoli dell'età e della fonte delle loro acque e attuare le giuste politiche per proteggere i loro diversi cicli idrologici." /P>
Ulteriori informazioni: Brendan J. Moran et al, Acque contemporanee e relitte fortemente disaccoppiate in ambienti alpini aridi, PLOS Water (2024). DOI:10.1371/journal.pwat.0000191
Informazioni sul giornale: PLOS Acqua
Fornito dall'Università del Massachusetts Amherst
