En un lugar como Delaware donde llueve con frecuencia, el agua es un recurso renovable. Los procesos naturales repondrán el agua que se está utilizando o consumiendo. En una zona donde la lluvia no es tan abundante, como la Península Arábiga, sin embargo, Es crucial saber cuánta agua buena hay disponible bajo el árido desierto en lo que se conoce como acuíferos fósiles, acuíferos que almacenan agua más antigua.

Neil Sturchio de la Universidad de Delaware, profesor del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Facultad de la Tierra de la UD, Océano y medio ambiente, con colegas de varias otras instituciones, coescribió un artículo en el Revista de hidrología que evaluó la edad, origen y sostenibilidad de los acuíferos fósiles en el Mega Sistema Acuífero (MAS) en la Península Arábiga.

El MAS subyace en la mayoría de los vastos desiertos de la Península Arábiga y es uno de los sistemas acuíferos más grandes del mundo árido. ocupar territorio en Arabia Saudita, Irak, Jordán, Omán, Yemen y Emiratos Árabes Unidos.

Sturchio realizó estudios geoquímicos e isotópicos que ayudaron a determinar la calidad y la edad del agua, que mostró cómo la edad se relaciona con la hidrología y la historia del acuífero.

Las mediciones isotópicas son herramientas poderosas para rastrear la fuente de humedad de un acuífero y el tiempo de residencia y la trayectoria del flujo del agua subterránea. especialmente cuando se usa junto con modelos de flujo numérico que incorporan mediciones de elevación del nivel freático y propiedades hidráulicas del acuífero.

Las proporciones de isótopos de hidrógeno y oxígeno de la molécula de agua se utilizaron para rastrear su fuente de humedad, y los isótopos radiactivos carbono-14 y cloro-36 se utilizaron para evaluar el tiempo de residencia (edad) del agua en el subsuelo.

Conocer la edad del agua en los acuíferos ayuda a los científicos a comprender qué tan rápido o lento se están recargando. información vital para la gestión sostenible del uso del agua.

Sturchio dijo que este estudio era importante porque esta área del mundo no ha tenido muchos investigaciones de vanguardia realizadas para mostrar cómo administrar eficazmente sus recursos.

"Su población está creciendo, por lo que están experimentando todos los problemas habituales que conlleva tener mucha gente y el agua se está convirtiendo cada vez más en un problema". "dijo Sturchio.

Agua subterránea fósil

Si bien gran parte del paisaje de la Península Arábiga recibe menos de 25 milímetros de lluvia al año, en períodos climáticos más húmedos anteriores, estas áreas recibieron mayores cantidades de precipitación, lo que ayudó a recargar sus acuíferos.

Esta agua subterránea ahora se considera fósil, pero en áreas del MAS que reciben mayores cantidades de precipitación — principalmente las áreas montañosas en la sección sur del MAS que subyace al desierto Rub Al Khali (RAK) — el agua más vieja se mezcla con la nueva a medida que los acuíferos reciben recargas modernas de las precipitaciones.

A diferencia de la parte sur del MAS, que en los niveles actuales de extracción de agua se puede utilizar para el desarrollo de la agricultura sostenible en Arabia Saudita, las secciones central y norte del MAS están siendo explotadas en exceso en lo que respecta a la extracción de aguas subterráneas.

Debido a que muestran signos de una grave disminución de los niveles de agua, es importante determinar la edad del agua para mostrar la rapidez con la que los acuíferos se están reponiendo. Esto ayudará a identificar ubicaciones y desarrollar escenarios mediante los cuales los recursos se puedan administrar de manera sostenible.

Detectando agua de forma remota

Además de las mediciones químicas e isotópicas habituales que ayudan a fechar el agua e informan sobre la calidad del agua, Los investigadores utilizaron observaciones de la misión satelital Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) que fue lanzada en 2002 por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de los Estados Unidos y el Centro Aeroespacial Alemán para ayudar a medir los niveles de agua en los acuíferos.

Los satélites GRACE mapean las variaciones en el campo de gravedad global de la Tierra mensualmente. Utilizando los datos de los satélites, los investigadores pudieron obtener cálculos del balance hídrico, detectar la variabilidad del almacenamiento de agua en las cuencas y discernir las tasas de recarga y descarga de los acuíferos.

"Año tras año, puede comparar las medidas de gravedad en un área determinada y ver cómo están cambiando. Todas las cosas por igual, la mayor parte del cambio en la gravedad se debe a la adición o sustracción de agua porque nada más realmente está cambiando tanto. Las rocas están ahí sentadas ", dijo Sturchio." Estos satélites de gravedad son sensibles al cambio en el volumen de agua subterránea. Si lo está bombeando demasiado rápido, verá que la cantidad de agua subterránea está disminuyendo gradualmente ".

Además de la GRACIA, Los investigadores también utilizaron datos de mediciones de precipitación basadas en satélites y realizaron investigaciones de campo sobre el sistema acuífero RAK.

Viajar por el agua

Esta combinación de teledetección, También se utilizaron investigaciones geoquímicas y de campo para determinar dónde se originaba el agua, así como la calidad del agua.

Observaron el camino que toma el agua para llegar a ciertos acuíferos y descubrieron que la mayor parte del agua sigue un sistema de drenaje de oeste a este. recolectando precipitación sobre las colinas del Mar Rojo y fluyendo a través de la Península Arábiga.

"Pudimos ver que la mayor parte del agua debajo del desierto proviene de las montañas en la parte occidental de Arabia Saudita y la parte suroeste de la Península Arábiga, "dijo Sturchio.

El agua subterránea que se encuentra más lejos en la parte oriental del desierto es más antigua e isotópicamente diferente que el agua subterránea más cercana a las colinas del Mar Rojo. lo que indica que fue depositado desde los cerros bajo diferentes condiciones climáticas hace muchos años durante la época del Pleistoceno, un período de tiempo que comenzó hace unos 2,6 millones de años.

También es más salado e inadecuado para beber y con fines agrícolas. El agua subterránea se origina en las montañas a través de la recarga de precipitaciones, luego pasa a través de formaciones de roca salada convirtiendo el agua en los acuíferos salada como resultado.

"Es más salado que el agua de mar, y no se puede usar para nada en ese caso, "dijo Sturchio, quien agregó que la edad del agua en la parte oriental de la Península Arábiga es de aproximadamente un millón de años y más.

Recomendaciones de sostenibilidad

Después de determinar la edad y el origen de los acuíferos fósiles, los investigadores pudieron hacer recomendaciones sobre la sostenibilidad de los recursos hídricos subterráneos.

En las secciones central y norte del MAS, La extracción de agua sostenible se puede lograr con los arreglos actuales de cultivo y riego reduciendo la extracción anual y manteniéndola más en línea con la tasa a la que se repone parcialmente con las precipitaciones. Otra opción sería reemplazar los cultivos intensivos en agua, como el trigo y la alfalfa, que actualmente se cultivan en la zona con cultivos ahorradores de agua como la papa o la remolacha azucarera.

En los niveles actuales de extracción, las partes del sur del MAS se pueden utilizar para el desarrollo de la agricultura sostenible en Arabia Saudita y proporcionar un modelo replicable y rentable para el área.