Wody gruntowe uzupełniają się szybciej, niż dotąd zakładano
Hydrolodzy opracowali nowy model zasilania wód gruntowych przez opady deszczu i śniegu. O tym, jak szybko i obficie zasilane są wody gruntowe decyduje przede wszystkim jeden czynnik – suchość klimatu na danym terenie. Okazało się, że zasoby wód, które potem zasilają rzeki i utrzymują nawodnienie gleby, uzupełniane są szybciej niż zakładano. Niestety, nadal wiele suchych obszarów jest zbyt mocno eksploatowanych przez przemysł i rolnictwo, co prowadzi do jeszcze większego wysuszenia.
Znacząca część słodkiej wody pochodzi z wód gruntowych. Te podziemne zasoby wodne gromadzone są w glebie i warstwach wodonośnych. W ramach naturalnej cyrkulacji zasilają one strumienie i inne źródła, zapewniając tym samym wodę pitną dla milionów ludzi. Wydobywane poprzez studnie wody gruntowe są powszechnie używane do dostarczania przez wodociągi masowych ilości wody pitnej oraz w celach przemysłowych. Ze względu na tak ważną funkcję, jaką wypełniają dla naszej cywilizacji, nauka jest bardzo zainteresowana tym, jak uzupełniane są zasoby wód gruntowych, z których czerpiemy przecież znacznie bardziej, niż to, co naturalnie powinno z nich wracać do obiegu.
Zespół hydrologów z kilku europejskich i amerykańskich uczelni zajął się odpowiedzią na konkretne pytanie – jak szybko odnawiają się wody gruntowe, czyli w jakim tempie zasilają je wody powierzchniowe, przede wszystkim opady wsiąkające w glebę i inne grunty. To bardzo istotne, ponieważ na otrzymanych danych można oprzeć modele nieszkodliwego wykorzystania wód gruntowych ponad naturalne ilości zasilające rzeki i roślinność w glebach. Badacze ustalili, że wcześniej przyjęte modele nie są poprawne, a wyniki ich badań wskazują na to, że opady zasilają wody gruntowe znacznie szybciej niż dotąd zakładano.
Zespół pracował pod kierownictwem dr. Woutera Berghuijsa z Vrije Universiteit Amsterdam (wcześniej ETH Zurich). Badania opisano w publikacji pod tytułem „Global Recharge Data Set Indicates Strengthened Groundwater Connection to Surface Fluxes”, opublikowanej w czasopiśmie Geophysical Research Letters w grudniu 2022 roku.
Klimat kształtuje deszcze i inne opady, a konkretnie to, ile wody spada, w jakiej intensywności i częstotliwości. Właściwie więc to sytuacja klimatyczna decyduje o tym, ile i w jakim tempie wody opadowe będą zasilać wody gruntowe. Dane klimatyczne ze wszystkich sześciu kontynentów mówią o większej ilości wody w obiegu, uzupełniającej zasoby gruntowe niż wynika to z dotychczasowych modeli hydrologicznych. Wygląda więc na to, że woda z deszczu i śniegu znacznie szybciej, niż dotąd zakładano, zasila wody gruntowe.
Zespół zaproponował więc zaktualizowany model zasilania wód podziemnych, w oparciu o niedawno przeprowadzone globalne pomiary i syntezę wiedzy o wodach gruntowych. Autorzy publikacji ustalili, że jeden dla oszacowania tego, ile opadów przedostaje się do gruntu w danym regionie, kluczowy jest jeden czynnik – suchość klimatu. Suche lokalizacje miały niższe wskaźniki ładowania niż wilgotne. Chociaż wydaje się to oczywiście, to wcześniejsze modele nie przyjmowały tego czynnika w wystarczającym zakresie. Wyniki modelu opartego na suchości dokładniej odzwierciedlają pomiary terenowe i wskazują – zdaniem badaczy – że poprzednie modele znacznie nie doszacowały szybkości ładowania.
To odkrycie ma duże znaczenie na to, jak dla różnych celów wykorzystujemy wiedzę dotyczącą obiegu wody. Jeżeli modele okażą się poprawne, to znaczyć będzie, że wody gruntowe prawdopodobnie w większym stopniu niż zakładano decydują o przepływie rzek i zużyciu wody przez rośliny. Ta kwestia ma duże znaczenie dla tego, jak rozumiemy działanie całego ekosystemu.
Zespół podkreśla jednak istotną kwestię – chociaż wyniki badań mogą być postrzegane jako optymistyczne dla dalszego rozwoju sytuacji klimatycznej, bo wody gruntowe mogą zapewniać zasoby wodne szybciej niż oczekiwano, to wyraźnie trzeba powiedzieć, że wody podziemne są nadal nadużywane przez przemysł i rolnictwo w wielu miejscach na świecie, zwłaszcza w suchych regionach. Hydrolodzy mówią, że wyczerpywanie się wód gruntowych zagraża bezpieczeństwu wodnemu na tych obszarach, a skutki zmian klimatycznych nie są w tej chwili możliwe to oszacowania.
Badania: Wouter R. Berghuijs et al, Global Recharge Data Set Indicates Strengthened Groundwater Connection to Surface Fluxes, Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2022GL099010
Opracowano na podstawie artykułu Rachel Fritts, Groundwater Replenishes Much Faster Than Scientists Previously Thought, opublikowanego na portalu Eos.org
