Depresiones llenas de agua de deshielo salpican un prado en las praderas canadienses. Fueron dejados por los glaciares cuando la última capa de hielo dejó las Grandes Llanuras alrededor de las 10, 000 a 12, Hace 000 años. Tienen de 50 a 100 metros de diámetro y de 1 a 2 metros de profundidad. Crédito:Darren Sjogren
El ciclo del agua es un delicado equilibrio. En entornos naturales, el agua de la lluvia o del deshielo puede penetrar en el suelo o escurrirse hacia los arroyos. Parte del agua se almacena en depósitos subterráneos naturales, llamados agua subterránea. Las plantas consumen el agua para crecer y luego nuevas precipitaciones rellenan el agua subterránea, un proceso llamado recarga de agua subterránea.
En climas secos, las plantas consumen la mayor parte del agua que entra al suelo. Entonces, ¿cómo se rellena el agua subterránea? Para las praderas canadienses, la respuesta se encuentra en depresiones ubicadas en el paisaje. En estas depresiones la escorrentía de la tierra circundante se acumula y se mueve hacia el agua subterránea.
Las depresiones en el paisaje fueron dejadas por glaciares cuando la última capa de hielo salió de las Grandes Llanuras alrededor de 10, 000 a 12, Hace 000 años. Como un jardín de lluvia absorben la escorrentía del entorno circundante, pero suelen ser más grandes. Tienen de 50 a 100 metros de diámetro y de 1 a 2 metros de profundidad.
Sin embargo, A los científicos les preocupa que los cambios en el clima puedan afectar este delicado proceso de recarga de aguas subterráneas.
En la actualidad, la mayor parte del agua en las depresiones viene en forma de escorrentía del deshielo cuando fluye sobre el suelo congelado y hacia las depresiones. Investigadores de Canadá estudiaron cómo este proceso puede verse alterado en el futuro a medida que cambia el clima.
Masaki Hayashi y el equipo de la Universidad de Calgary publicaron recientemente este trabajo en Diario de Vadose Zone , una publicación de la Soil Science Society of America.
Los investigadores colocaron instrumentos directamente en las depresiones llenas de nieve derretida en el área de estudio cerca de Calgary. Tomaron medidas de los niveles de agua en varias épocas del año para ayudar a probar su modelo. Crédito:Masaki Hayashi
"La motivación de esta investigación provino de la necesidad de estimar la recarga para la gestión sostenible de las aguas subterráneas en las praderas canadienses, ", dice Hayashi." No podemos administrar un recurso renovable a menos que sepamos cuánto se renueva cada año. Sería como tratar de administrar los gastos desde una cuenta bancaria sin conocer la cantidad de ingresos ".
Los expertos predicen que las condiciones climáticas futuras de estas praderas serán más cálidas y húmedas. Si bien parece que esto daría lugar a una mayor recarga de agua subterránea, los científicos querían determinar si ese sería el caso en estas depresiones.
Estas áreas bajas acumulan la escorrentía del deshielo e incluso pueden convertirse en estanques en la primavera. Algunas de las depresiones más grandes incluso tienen agua que permanece durante todo el verano. Estos se llaman humedales de pradera o humedales de baches de pradera y son el hogar de muchas plantas y animales acuáticos en el área.
Para determinar cómo un clima más cálido y húmedo afectaría la recarga de agua subterránea, los científicos utilizaron un modelo para simular el medio ambiente. Colocando instrumentación directamente en las depresiones, recopilaron información sobre las propiedades del suelo, el clima, y el tamaño de la depresión y el entorno circundante. Su trabajo, un tipo de modelo de "equilibrio hídrico del suelo", utilizaron los datos que recopilaron para simular cómo el agua puede moverse desde la superficie a capas de suelo más profundas en el futuro.
Descubrieron que la acumulación de nieve, así como la cantidad y el tiempo de congelación del suelo en el invierno, disminuirán. Esto significa que habrá menos escorrentía hacia las depresiones y menos recarga de agua subterránea.
Estados Unidos también tiene depresiones en la tierra que se llenan después de que se derriten grandes cantidades de nieve. Este se encuentra en la meseta de Santa Rosa en abril de 2019. California experimentó un buen año de nevadas, y este "estanque vernal" cobró vida por un corto tiempo en la primavera, contribuyendo al ecosistema, así como recargar los suministros de agua subterránea. Crédito:Susan V. Fisk
"Un clima más húmedo generalmente resulta en una mayor recarga, pero ese no parece ser el caso en el norte de las Grandes Llanuras, donde la recarga se centra en las depresiones, "Explica Hayashi." Aunque la precipitación total puede aumentar, tendremos más lluvia y menos nieve. Esto significa que la acumulación de nieve en invierno disminuirá. También, tendremos una duración más corta de suelo congelado y una penetración más superficial de la helada del suelo ".
Agrega que esto crea un problema porque el deshielo de la nieve fluye lentamente sobre el suelo congelado, que no permite que se absorba rápidamente, es la clave para que la escorrentía llegue a las depresiones.
La disminución de la recarga puede tener muchos efectos sobre el medio ambiente, dicen los investigadores. Por ejemplo, muchos manantiales pequeños se alimentan de aguas subterráneas y podrían verse afectados.
"Puede resultar en una disminución en el flujo base de pequeños arroyos alimentados por aguas subterráneas, "Dice Hayashi." Algunos de los arroyos perennes pueden volverse estacionales. Esto puede tener una gran influencia en el ecosistema de los arroyos. En general, estas pequeñas depresiones pueden parecer menos importantes en comparación con las depresiones más grandes que albergan los humedales de las praderas. Sin embargo, hay muchas más pequeñas depresiones, y son colectivamente importantes para la recarga de aguas subterráneas ".
