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    Animación basada en datos satelitales que muestra el agua que respira en el sur de California

    El suelo sube y baja a medida que se bombea agua hacia adentro y hacia afuera de los reservorios, según lo medido en un estudio que podría afectar la forma en que los municipios administran este recurso crucial. Crédito:Bryan Riel y Mark Simons

    Utilizando una cantidad sin precedentes de imágenes de radar satelital, Los geofísicos de Caltech han rastreado cómo el suelo en el sur de California sube y baja a medida que el agua subterránea entra y sale de los acuíferos debajo de la superficie.

    Sus hallazgos se presentan en un estudio que rastrea la deformación de la superficie terrestre durante un período de 18 años. Los distritos de gestión del agua pueden utilizar el trabajo para evaluar la forma y el tamaño precisos de los acuíferos y el impacto del uso del agua de la región en esos acuíferos. El trabajo también revela lo que podría ser una falla previamente no mapeada que se extiende por el noreste del Condado de Orange.

    "Lo que vemos a través del ascenso y descenso de la superficie del suelo es la respuesta elástica de la tierra a los cambios regulares en el nivel del agua subterránea, "dice el autor principal Bryan Riel (MS '14, Doctor. '17), quien era un estudiante de posgrado en el laboratorio de Mark Simons de Caltech en el momento de la investigación, y ahora es ingeniero de análisis de señales en JPL, que es administrado por Caltech para la NASA. "Debido a que tenemos datos durante un largo período de tiempo, también pudimos aislar señales de deformación superficial a largo plazo, incluido el hundimiento de la tierra que parece ser causado por la compactación de las capas de arcilla en respuesta a las variaciones de fondo en la extracción de agua subterránea ". Riel y Simons también pudieron ver características afiladas donde el agua no fluía, que puede indicar los límites de los acuíferos, así como las fallas.

    El estudio, que fue publicado en línea el 30 de abril por la revista Investigación de recursos hídricos , utiliza datos de radar disponibles públicamente capturados entre 1992 y 2011 por satélites de la Agencia Espacial Europea. Los datos del satélite se compilaron en 881 interferogramas de radar (imágenes creadas mediante el rebote de señales de radar en la superficie de la tierra) para rastrear el movimiento del suelo casi vertical hasta el milímetro con una resolución horizontal de decenas de metros. sobre una zona que se extiende desde San Fernando, al noroeste del centro de Los Ángeles, hasta Irvine, en el condado de Orange.

    Cuando todas las imágenes estén unidas, muestran el suelo debajo del sur de California subiendo y bajando anualmente, como un gigante que inhala y exhala. Los resultados se compararon con las mediciones de GPS tomadas por el Distrito de Agua del Condado de Orange (OCWD) y el Distrito de Reposición de Agua del Sur de California. que corroboró los hallazgos. El ascenso y descenso periódico del suelo cuenta la historia de la gestión de los acuíferos del sur de California y cómo esa gestión ha cambiado con el tiempo. dice Simons, el profesor John W. y Herberta M. Miles de geofísica en Caltech y científico jefe del JPL.

    "Al comienzo del período de estudio, vemos grandes sinusoides, máximos más altos y mínimos más bajos. Hacia la mitad posterior del estudio, que se aplana un poco, lo que indica que los distritos de control del agua gestionaban más activamente los acuíferos, y asegúrese de volver a ponerles agua en lugar de simplemente sacarla, "Dice Simons.

    Crédito:Bryan Riel y Mark Simons

    Roy Herndon, hidrogeólogo jefe del OCWD, dice que su equipo trabaja para asegurarse de que el suelo nunca se hunda demasiado, un desarrollo del que tal vez nunca se recupere.

    "Sospechamos que la geología de nuestra cuenca podría permitir que se produzca un hundimiento si permitimos que se bombee demasiada agua subterránea pero nunca la rellenemos. Tenemos arcillas y limos que se pueden comprimir y compactar con el tiempo, "Dice Herndon.

    Esa estrategia está codificada en la Ley de Gestión Sostenible de Aguas Subterráneas (SGMA), promulgada por el gobernador de California, Jerry Brown, en 2014, lo que dicta que los administradores de aguas subterráneas deben evitar el descenso permanente del nivel del suelo. El fenómeno ha afectado al Valle de San Joaquín de California Central durante generaciones. La compactación del suelo impulsada por una capa freática que se contrae ha hecho que el suelo en el área se hunda hasta en 28 pies, según el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). Herndon dice que el estudio de Riel, Simons, y los coautores, y otras encuestas similares, ayudarán a los distritos de agua a asegurarse de que sus estrategias de manejo del agua sean efectivas para evitar tal compactación del suelo en California.

    Si bien era de esperar el ascenso y la caída del suelo, los datos del radar también mostraron algunas características inesperadas, Simons dice:incluyendo un límite agudo en el borde de un acuífero, lo que podría indicar una falla enterrada a lo largo del borde este de una cuenca donde el río Santa Ana pasa por el área de Santa Ana / Garden Grove. Además, el mapa reveló un área pequeña con una elevación del nivel del suelo anormalmente grande que resultó ser causada por operaciones petroleras que bombeaban petróleo y agua.

    Riel, Simons, y los coautores se basaron en datos de los satélites de la ESA. Mientras tanto, JPL, NASA, y la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO, por sus siglas en inglés) planean lanzar un nuevo satélite de radar llamado NISAR a principios de 2022 que proporcionará observaciones desde dos direcciones cada 12 días, proporcionando una mayor calidad, datos de mayor resolución que los que estaban disponibles anteriormente.

    "Con ese tipo de datos, podremos pintar una imagen aún más clara que podría revelar aún más sobre el suelo bajo nuestros pies, "Dice Simons.

    El estudio se titula "Cuantificación de la deformación del suelo en las cuencas costeras de Los Ángeles y Santa Ana debido a la extracción de agua subterránea".


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