Décadas de bombeo excesivo de agua subterránea han alterado irreversiblemente las capas de arcilla en partes del Valle Central de California. provocando que el suelo se hunda y reduciendo permanentemente su capacidad para almacenar agua, muestra un nuevo estudio de teledetección por satélite.

La investigación, publicado por científicos de Stanford en línea en la revista Investigación de recursos hídricos , revela que la tierra en el Valle de San Joaquín del estado (aproximadamente la mitad sur del Valle Central) se hundió casi tres pies (85 cm) durante una sequía reciente debido al bombeo excesivo. Esto se traduce en una pérdida permanente de capacidad natural de almacenamiento de agua de entre 336, 000 y 606, 000 acres-pies; un acre-pie es igual a 326, 000 galones. Para comparacion, el embalse Hetch Hetchy que suministra agua a San Francisco (y Stanford) tiene una capacidad de aproximadamente 360, 000 acres-pies.

El Valle de San Joaquín es uno de los centros agrícolas más grandes de los Estados Unidos, cultivar un estimado de $ 17 mil millones en cultivos por año. Los nuevos hallazgos se producen justo cuando el estado está experimentando su temporada más húmeda en años después de una prolongada, sequía récord. "California está recibiendo toda esta lluvia, pero en el Valle Central, ha habido una pérdida de espacio para almacenarlo, "dijo la coautora del estudio, Rosemary Knight, quien es el profesor George L. Harrington en la Escuela de la Tierra de Stanford, Ciencias energéticas y ambientales.

Almacenamiento reducido

Knight y sus colegas utilizaron datos adquiridos con una tecnología satelital llamada radar de apertura sintética interferométrica, o InSAR, para medir cambios en la elevación a escala de centímetros en el Valle de San Joaquín entre 2007 y 2010. "Nuestro trabajo es un buen ejemplo del uso de satélites de observación de la Tierra para responder preguntas prácticas sobre la sostenibilidad de los recursos hídricos, "dijo el coautor del estudio Thomas Farr, un científico investigador en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

Con los datos de InSAR, el equipo pudo calcular la cantidad de hundimiento (o hundimiento) que estaba experimentando la tierra. El hundimiento ocurre cuando la presión del agua en el subsuelo desciende por debajo de un nivel crítico debido a una remoción excesiva de agua subterránea. conduciendo a la compactación de sedimentos. "Al bombear agua subterránea de un acuífero, la presión del agua en los diminutos poros del sedimento cae, "dijo el primer autor del estudio, Ryan Smith, un candidato a doctorado en el laboratorio de Knight. "Eso reduce la capacidad del acuífero para sostener el suelo sobre él y hace que colapse. Ese colapso se manifiesta en la superficie como hundimiento".

Si se extrae demasiada agua, particularmente de capas de arcilla, la compactación se vuelve irreversible y la capacidad del suelo para retener agua se ve disminuida permanentemente. "Cuando se saca demasiada agua de la arcilla, su estructura se reorganiza a nivel microscópico y se instala en una nueva configuración que tiene menos espacio de almacenamiento, "dijo Knight, quien también está afiliado al Instituto Stanford Woods para el Medio Ambiente.

Esto no solo hace que sea más difícil almacenar agua en el futuro, también dificulta la extracción del agua existente en el presente. "Es como intentar succionar agua de una pajita muy fina, "Dijo Knight." La presión que se debe ejercer para sacar el agua es cada vez mayor a medida que la estructura de arcilla se derrumba ".

Los científicos solo examinaron los datos de InSAR recopilados durante el período de sequía entre 2007 y 2010. Desde entonces, California ha experimentado una sequía más severa, de 2012 a 2016.

"Creo que es seguro decir que la última sequía puede haber causado al menos tanto, o incluso más, hundimiento y compactación permanente en la región que el anterior, ", Dijo Smith. Señaló los datos recientes de InSAR no incluidos en este estudio que muestran un hundimiento adicional de la sequía reciente.

Mejora la recarga

Una forma en que los agricultores de la región podrían aliviar el problema, Knight dijo:es evitar extraer agua de las capas de arcilla y, en cambio, bombear desde las capas de arena y grava, que se recargan más fácilmente y son menos susceptibles a la compactación permanente.

Hasta hace poco, sin embargo, distinguir las capas de arcilla de la arena y la grava de la superficie requería la perforación de pozos costosos. Pero el grupo de Knight está probando un método electromagnético geofísico novedoso que implica volar un helicóptero equipado con instrumentos capaces de obtener imágenes del subsuelo desde el aire para crear un mapa tridimensional de arcilla. depósitos de arena y grava.

"Con la herramienta geofísica adecuada, "Knight dijo, "no solo podemos comprender mejor la composición del subsuelo, pero también ayudan a guiar los esfuerzos de bombeo y recarga de aguas subterráneas ".