Águas subterrâneas antigas

por * Marissa Grunes **Alan Seltzer ***Kevin M. Befus

As comunidades que dependem do rio Colorado estão enfrentando uma crise de água. O Lago Mead, o maior reservatório do rio, caiu a níveis nunca vistos desde que foi criado pela construção da Represa Hoover, cerca de um século atrás. Arizona e Nevada estão enfrentando seus primeiros cortes obrigatórios de água , enquanto a água está sendo liberada de outros reservatórios para manter as usinas hidrelétricas do rio Colorado funcionando.Se nem mesmo o poderoso Colorado e seus reservatórios estão imunes ao calor e à seca agravados pelas mudanças climáticas, de onde o Ocidente conseguirá água? Há uma resposta oculta: subterrâneo.

À medida que as temperaturas crescentes e a seca secam os rios e derretem as geleiras das montanhas, as pessoas dependem cada vez mais da água sob seus pés. Os recursos hídricos subterrâneos atualmente fornecem água potável para quase metade da população mundial e cerca de 40% da água usada para irrigação globalmente

Algumas das águas subterrâneas da América do Norte são tão antigas que caíram como chuva antes que os humanos chegassem aqui há milhares de anos

A maior parte da água armazenada no subsolo está lá há décadas, e grande parte dela permaneceu por centenas, milhares ou mesmo milhões de anos.

As águas subterrâneas mais antigas tendem a residir no subsolo profundo, onde são menos facilmente afetadas pelas condições da superfície , como seca e poluição.

Água com retirada como uma porcentagem do total de água disponível

À medida que os poços mais rasos secam sob a pressão do desenvolvimento urbano, do crescimento populacional e das mudanças climáticas, as águas subterrâneas antigas estão se tornando cada vez mais importantes.

Uma cientista coleta uma amostra de água de uma mina subterrânea em Ontário, Canadá.

A água revelou ter 2,6 bilhões de anos, a mais antiga água conhecida na Terra

Beber águas subterrâneas antigas

Se você mordesse um pedaço de pão de 1.000 anos, provavelmente notaria.

A água que está no subsolo há mil anos também pode ter um sabor diferente. Lixivia produtos químicos naturais da rocha circundante, alterando seu conteúdo mineral.

Alguns contaminantes naturais ligados à idade das águas subterrâneas – como o lítio, que melhora o humor –podem ter efeitos positivos.

Outros contaminantes, como ferro e manganês, podem ser problemáticos.

As águas subterrâneas mais antigas também são às vezes muito salgadas para beber sem um tratamento caro. Este problema pode ser pior perto da costa: o bombeamento excessivo cria espaço que pode atrair a água do mar para os aquíferos e contaminar o abastecimento de água potável.

As águas subterrâneas antigas podem levar milhares de anos para se reabastecer naturalmente. E, como a Califórnia viu durante a seca de 2011-2017, os espaços naturais de armazenamento subterrâneo se comprimem à medida que se esvaziam. Não pode reabastecer a capacidade anterior. Essa compactação, por sua vez, faz com que a terra acima rache, entorte e afunde. No entanto, as pessoas hoje são perfuração de poços mais profundos no oeste à medida que as secas esgotam as águas superficiais e as fazendas dependem mais fortemente das águas subterrâneas.

Vamos imaginar uma tempestade na Califórnia central há 15.000 anos. À medida que a tempestade avança sobre o que hoje é São Francisco, a maior parte da chuva cai no Oceano Pacífico, onde eventualmente evaporará de volta à atmosfera. No entanto, alguma chuva também cai em rios e lagos e em terra seca. À medida que a chuva se infiltra nas camadas do solo, ela entra lentamente nos “caminhos de fluxo” da água subterrânea.

Alguns desses caminhos levam cada vez mais fundo, onde a água se acumula em fendas no leito rochoso a centenas de metros de profundidade. A água coletada nessas reservas subterrâneas é, de certa forma, cortada do ciclo ativo da água – pelo menos em escalas de tempo relevantes para a vida humana.

No árido Vale Central da Califórnia,grande parte da água antiga acessívelfoibombeadoda terra, principalmente para a agricultura. Onde a escala de tempo de reabastecimento natural seria da ordem de milênios, a infiltração agrícolarecarregou parcialmente alguns aquíferos com novos– muitas vezes poluída – água. Na verdade, lugares como Fresno agora reabastecem ativamente os aquíferos com água limpa (como águas residuais tratadas ou águas pluviais) em um processo conhecido como “recarga gerenciada de aquífero”.

Em 2014, no meio de sua pior seca na memória moderna, a Califórnia se tornou o último estado ocidentalaprovar uma leiexigindo planos locais de sustentabilidade das águas subterrâneas.

A água subterrânea pode ser resistente a ondas de calor e mudanças climáticas, mas se você usar tudo, estará em apuros. Uma resposta à demanda de água? Perfure mais fundo. Ainda essa resposta não é sustentável. Primeiro, é caro: grandes empresas agrícolas e empresas de mineração de lítio tendem a ser o tipo de investidor que pode se dar ao luxo de perfurar fundo o suficiente, enquanto pequenas comunidades rurais não podem.

Em segundo lugar, uma vez que você bombeia águas subterrâneas antigas, os aquíferos precisam de tempo para serem reabastecidos.

Os caminhos de fluxo podem ser interrompidos, bloqueando o suprimento natural de água para nascentes, pântanos e rios. Enquanto isso, a mudança na pressão subterrânea pode desestabilizar a terra,fazendo a terra afundare até mesmo levando a terremotos.

O terceiro é a contaminação: embora as águas subterrâneas profundas e ricas em minerais sejam frequentemente mais limpas e seguras para beber do que as águas subterrâneas mais jovens e rasas, o bombeamento excessivo pode mudar isso.

Como as regiões carentes de água dependem mais de águas subterrâneas profundas, o bombeamento excessivo reduz o lençol freático e atrai água moderna poluída que pode se misturar com a água mais antiga. Esta mistura faz com que a qualidade da água se deteriore, levando à demanda por poços cada vez mais profundos. Lendo a história do clima em águas subterrâneas antigas Existem outras razões para se preocupar com as águas subterrâneas antigas. Como os fósseis reais, as “águas subterrâneas fósseis” extremamente antigas podem nos ensinar sobre o passado.

Visualize nossa tempestade pré-histórica novamente: 15.000 anos atrás, o clima era bem diferente de hoje. Substâncias químicas dissolvidas em águas subterrâneas antigas são detectáveis hoje, abrindo janelas para um mundo passado. Certos produtos químicos dissolvidos agem como relógios, informando aos cientistas a idade da água subterrânea. Por exemplo, sabemos a rapidez com que o carbono-14 e o criptônio-18 dissolvidos decaem, então podemos medi-los para calcular quando a água interagiu com o ar pela última vez.

Águas subterrâneas mais jovens que desapareceram após a década de 1950 têm uma assinatura química única, feita pelo homem: altos níveis de trítio de testes de bombas atômicas.

Outros produtos químicos dissolvidos se comportam como minúsculos termômetros. Gases nobres como argônio e xenônio, por exemplo, se dissolvem mais em água fria do que em água quente, ao longo de uma curva de temperatura conhecida com precisão. Uma vez que a água subterrânea é isolada do ar, os gases nobres dissolvidos não fazem muito. Como resultado, eles preservam informações sobre as condições ambientais no momento em que a água penetrou pela primeira vez no subsolo. As concentrações de gases nobres em águas subterrâneas fósseis forneceram algumas de nossas estimativas mais confiáveis de temperatura em terra durante a última era glacial. Essas descobertas fornecem informações sobre os climas modernos, incluindo a sensibilidade da temperatura média da Terra ao dióxido de carbono na atmosfera. Esses métodos suportam um estudo recente que encontrou 3,4 graus Celsius de aquecimento com cada duplicação de dióxido de carbono.

O passado e o futuro das águas subterrâneas

As pessoas em algumas regiões, como a Nova Inglaterra, bebem água subterrânea antiga há anos, com pouco risco de esgotar os suprimentos utilizáveis. Chuvas regulares e fontes variadas de água – incluindo água de superfície em lagos, rios e neve – oferecem alternativas às águas subterrâneas e também reabastecem os aquíferos com água nova.

Se os aquíferos puderem atender à demanda, a água pode ser usado de forma sustentável. No oeste, porém, mais de um século de uso exorbitante e não gerenciado da água significa que alguns dos lugares mais dependentes da água subterrânea – regiões áridas vulneráveis à seca – desperdiçaram os antigos recursos hídricos que existiam no subsolo. Um precedente famoso para esse problema está nas Grandes Planícies. Lá, a antiga água do Aquífero Ogallala fornece água potável e irrigação para milhões de pessoas e fazendas de Dakota do Sul ao Texas. Se as pessoas bombeassem este aqüífero para secar, levaria milhares de anos para reabastecer naturalmente. É um amortecedor vital contra a seca, mas a irrigação e a agricultura com uso intensivo de água estão reduzindo seus níveis de água a taxas insustentáveis. À medida que o planeta aquece, as antigas águas subterrâneas estão se tornando cada vez mais importantes – seja fluindo da torneira da cozinha, irrigando plantações de alimentos ou oferecendo avisos sobre o passado da Terra que podem nos ajudar a nos preparar para um futuro incerto.