I ricercatori dell’Università di Princeton e dell’Università dell’Arizona hanno creato una simulazione che mappa l’acqua sotterranea su scala continentale. Frutto di tre anni di lavoro studiando le acque sotterranee da una costa all’altra, i risultati tracciano il percorso invisibile che ogni goccia di pioggia o fiocco di neve sciolta segue prima di riemergere nei corsi d’acqua dolce, seguendo l’acqua dalla superficie terrestre fino a profondità molto più profonde e risalendo di nuovo, emergendo fino a A 100 miglia di distanza, dopo aver trascorso da 10 a 100.000 anni sottoterra.
La simulazione, pubblicata il 6 gennaio sulla rivista Natura Acquamostra che le precipitazioni e lo scioglimento delle nevi scorrono molto più in profondità di quanto precedentemente previsto e che più della metà dell’acqua nei torrenti e nei fiumi proviene da falde acquifere un tempo ritenute così profonde da essere separate dai corsi d’acqua. Queste scoperte inaspettate hanno importanti implicazioni per monitorare l’inquinamento e prevedere gli effetti del cambiamento climatico sulle acque sotterranee, che forniscono la metà di tutta l’acqua potabile negli Stati Uniti.
La simulazione, che abbraccia gli Stati Uniti continentali e parti del Canada e del Messico, traccia il flusso delle acque sotterranee e misura le grandi distanze e profondità che percorre prima di scaricarsi in corsi d’acqua di oltre 3 milioni di miglia quadrate (7,85 milioni di chilometri quadrati). I ricercatori sono riusciti a raggiungere questo obiettivo con una simulazione idrologica ad alta risoluzione che ha permesso loro di monitorare il movimento dell’acqua attraverso i sistemi sotterranei.
Il gruppo di ricerca comprendeva Reed Maxwell, professore di ingegneria e scienze applicate William ed Edna Macaleer di Princeton e professore presso l’High Meadows Environmental Institute di Princeton; Chen Yang, ex ricercatore associato a Princeton (ora presso l’Università Sun Yat-sen in Cina); e la professoressa dell’Università dell’Arizona Laura Condon.
Hanno scoperto che le acque sotterranee possono viaggiare sottoterra per centinaia di chilometri prima di emergere come flusso. Nel Midwest, le acque sotterranee scorrono per lunghe distanze, soprattutto dove le montagne incontrano le pianure. Un flusso di acque sotterranee lungo la base delle Montagne Rocciose si estendeva per 238 chilometri. Lo studio ha anche rivelato le vaste reti di collegamento delle falde acquifere: quasi il 90% dei bacini idrografici statunitensi prende l’acqua da un vicino e la trasmette a un altro.
I risultati hanno implicazioni sconcertanti. Anche se lontane dalla vista, le acque sotterranee costituiscono il 99% dell’acqua dolce non congelata del mondo e forniscono acqua potabile a 145 milioni di americani. È anche essenziale per il nostro approvvigionamento alimentare, poiché irriga il 60% dell’agricoltura mondiale. Ma le acque sotterranee si stanno esaurendo a un ritmo allarmante – ed è stato a lungo difficile da modellare. Le nuove analisi retrospettive e le simulazioni predittive di questo studio offrono l’opportunità di monitorare questa risorsa vitale e comprendere gli impatti di vasta portata delle perdite da pozzi di petrolio e gas.
“Le interconnessioni tra i bacini idrografici non sono importanti solo per il flusso dei corsi d’acqua”, ha affermato Maxwell. “Questo ci dice anche per quanto tempo persisterà la contaminazione nelle acque sotterranee. Inquinanti diffusi come nitrati e PFAS possono intraprendere questi lunghi viaggi verso il flusso, rendendoli più difficili da gestire e anche più longevi.”
La seconda importante scoperta è che le acque sotterranee provenienti da falde acquifere molto profonde contribuiscono in modo significativo al deflusso dei corsi d’acqua. Il team di Maxwell ha scoperto che le acque sotterranee profonde provenienti da falde acquifere da 10 a 100 metri sotto la superficie contribuiscono per più della metà al flusso di base nel 56% dei sottobacini. Le profondità maggiori si sono verificate nelle regioni con i gradienti topografici più ripidi, come le catene montuose delle Montagne Rocciose e degli Appalachi.
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