Décadas de bombeamento excessivo de água subterrânea alteraram irreversivelmente as camadas de argila em partes do Vale Central da Califórnia, fazendo com que o solo afunde e reduzindo permanentemente sua capacidade de armazenar água, mostra um novo estudo de sensoriamento remoto por satélite.

A pesquisa, publicado por cientistas de Stanford online no jornal Pesquisa de Recursos Hídricos , revela que a terra no Vale de San Joaquin do estado (aproximadamente a metade sul do Vale Central) afundou quase três pés (85 cm) durante uma seca recente devido ao bombeamento excessivo. Isso se traduz em uma perda permanente da capacidade de armazenamento natural de água entre 336, 000 e 606, 000 pés acre; um acre-pé é igual a 326, 000 galões. Para comparação, o reservatório Hetch Hetchy que fornece água para São Francisco (e Stanford) tem capacidade para cerca de 360, 000 acres-pés.

O Vale de San Joaquin é um dos maiores centros agrícolas dos Estados Unidos, crescendo cerca de US $ 17 bilhões em safras por ano. As novas descobertas vêm no momento em que o estado está experimentando sua estação mais chuvosa em anos, após um prolongado, seca recorde. "A Califórnia está recebendo toda essa chuva, mas no Vale Central, houve uma perda de espaço para armazená-lo, "disse a co-autora do estudo, Rosemary Knight, quem é o professor George L. Harrington na Escola da Terra de Stanford, Energia e Ciências Ambientais.

Armazenamento reduzido

Knight e seus colegas usaram dados adquiridos com uma tecnologia de satélite chamada radar de abertura sintética interferométrica, ou InSAR, para medir mudanças em escala centimétrica na elevação no Vale de San Joaquin entre 2007 e 2010. "Nosso trabalho é um bom exemplo do uso de satélites de observação da Terra para responder a questões práticas sobre a sustentabilidade dos recursos hídricos, "disse o co-autor do estudo, Thomas Farr, um cientista pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia.

Com os dados InSAR, a equipe foi capaz de calcular a quantidade de afundamento - ou afundamento - que o terreno estava experimentando. A subsidência acontece quando a pressão da água na subsuperfície cai abaixo de um nível crítico devido à remoção excessiva de água subterrânea, levando à compactação de sedimentos. "Conforme você bombeia água subterrânea de um aqüífero, a pressão da água nos minúsculos poros dos sedimentos cai, "disse o primeiro autor do estudo, Ryan Smith, um candidato a doutorado no laboratório de Knight. "Isso reduz a capacidade do aquífero de sustentar o solo acima dele e causa seu colapso. Esse colapso se manifesta na superfície como subsidência."

Se muita água for extraída, particularmente de camadas de argila, a compactação torna-se irreversível e a capacidade do solo de reter água diminui permanentemente. "Quando muita água é retirada da argila, sua estrutura é reorganizada no nível microscópico e se acomoda em uma nova configuração que tem menos espaço de armazenamento, "disse o Cavaleiro, que também é afiliado ao Stanford Woods Institute for the Environment.

Isso não só torna mais difícil armazenar água no futuro, também torna mais difícil extrair qualquer água existente no presente. "É como tentar sugar água de um canudo muito fino, "Knight disse." A pressão que precisa ser exercida para puxar a água fica cada vez maior à medida que a estrutura de argila entra em colapso. "

Os cientistas examinaram apenas os dados do InSAR coletados durante o período de seca entre 2007 e 2010. Desde então, A Califórnia experimentou uma seca mais severa, de 2012 a 2016.

"Acho que é seguro dizer que a última seca pode ter causado pelo menos o mesmo, ou ainda mais, afundamento e compactação permanente na região do que a última, "Disse Smith. Ele apontou para dados recentes do InSAR não incluídos neste estudo, mostrando subsidência adicional da recente seca.

Melhore a recarga

Uma forma de os agricultores da região aliviarem o problema, Knight disse, é evitar tirar água de camadas de argila e, em vez disso, bombear de camadas de areia e cascalho, que são mais facilmente recarregáveis ​​e são menos suscetíveis à compactação permanente.

Até recentemente, Contudo, distinguir camadas de argila de areia e cascalho da superfície exigia a perfuração de poços caros. Mas o grupo de Knight está testando um novo método geofísico eletromagnético que envolve voar um helicóptero equipado com instrumentos capazes de criar imagens da subsuperfície do ar para criar um mapa tridimensional de argila, depósitos de areia e cascalho.

"Com a ferramenta geofísica certa, "Knight disse, "não podemos apenas compreender melhor a composição da subsuperfície, mas também ajudam a orientar os esforços de bombeamento e recarga de água subterrânea. "