03/06/2022 - 8:52
O solo do árido Vale Central da Califórnia (EUA) está afundando à medida que o bombeamento de água subterrânea para a agricultura e para água potável esgotam os aquíferos. Um novo estudo de sensoriamento remoto da Universidade Stanford mostra que o afundamento da terra – ou subsidência – provavelmente continuará por décadas ou séculos se os níveis de água subterrânea simplesmente pararem de diminuir. Para parar o afundamento, os níveis de água precisarão subir.
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“Se você não conseguir que esses níveis de água voltem, então a terra vai afundar, potencialmente dezenas de centímetros por ano, por décadas. Mas se eles subirem, você pode ser recompensado muito rapidamente. Você melhora quase imediatamente. a situação”, disse Matthew Lees, doutorando em geofísica na Universidade Stanford e principal autor do estudo, publicado na revista Water Resources Research.
A pesquisa ocorre em meio ao agravamento da seca em um estado onde as mudanças climáticas estão ampliando as chances de condições quentes com mais extremos de precipitação. Os primeiros quatro meses de 2022 marcaram o início de ano mais seco da Califórnia desde 1895. Os níveis dos reservatórios estão tão baixos que, pelo segundo ano consecutivo, muitos distritos de irrigação estão prestes a não receber nenhuma de suas alocações habituais de água do Central Valley Project, a rede de reservatórios e canais administrada pelo governo federal que transporta água para cerca de 1,2 milhão de hectares de terras agrícolas.
“Há uma necessidade urgente de entender melhor os mecanismos fundamentais que controlam a ligação entre os níveis de água e a deformação da superfície do solo”, disse a autora sênior do estudo Rosemary Knight, professora de geofísica da Escola de Ciências da Terra, Energia e Ambientais de Stanford (Stanford Earth) e membro sênior do Stanford Woods Institute for the Environment.
Gestão sustentável
Historicamente, a diminuição do abastecimento de água superficial levou os agricultores a depender fortemente das águas subterrâneas para irrigação no Vale Central. Essa região produz cerca de um quarto dos alimentos dos EUA e agora detém a maioria das 21 bacias de águas subterrâneas designadas como sendo criticamente esgotadas sob a Lei de Gestão Sustentável de Águas Subterrâneas de 2014, ou SGMA, da Califórnia.
A lei exige que as agências de água locais equilibrem as retiradas e os depósitos das bacias subterrâneas até 2040. De acordo com a SGMA, as agências também são obrigadas a elaborar planos para monitorar e lidar com a subsidência da terra, que pode danificar a infraestrutura e já reduziu a capacidade de carga de aquedutos e canais críticos.
“Esta superfície sólida e aparentemente imóvel em que vivemos é na verdade um objeto dinâmico e em movimento que está em constante mudança. Essas mudanças interagem com nossas vidas muito mais do que a maioria de nós imagina”, disse Lees. “Este problema de subsidência é um exemplo incrível disso.”
A primeira rodada de planos de manejo sustentável, apresentados ao longo do ano passado, em vários casos não conseguiu lidar com a subsidência. O Departamento de Recursos Hídricos da Califórnia concedeu às agências até julho de 2022 para resolver deficiências como a falta de informações sobre infraestrutura potencialmente em risco devido ao afundamento da terra, evidências inadequadas para demonstrar a correlação entre os níveis das águas subterrâneas e o afundamento do solo e informações históricas insuficientes sobre o afundamento da terra.
“A modelagem realizada neste estudo, se feita em áreas de todo o estado, forneceria a base científica necessária para informar a gestão sustentável. Uma gama de possíveis ações para mitigar a subsidência poderia ser avaliada com rigor”, disse Knight.
Evitando afundamentos futuros
A nova pesquisa simula 65 anos de subsidência perto da cidade de Hanford, no Vale de San Joaquin, que compõe aproximadamente a metade sul do vasto Vale Central. Com base na pesquisa publicada em 2019 por Knight e Ryan Smith, a simulação combina dados de subsidência baseados em satélite, registros de poços privados e medições de nível de água que datam da década de 1950 para fazer um modelo físico do subsolo da área, incluindo camadas de sedimentos de granulação grossa e argilas que se compactam como uma esponja espremida à medida que os níveis de água caem.
Agências locais de água e distritos de conservação forneceram registros de poços e medições de nível de água e ajudaram a identificar questões de pesquisa para futura gestão sustentável. Os gerentes locais, com anos de experiência observando como os níveis de água na área de estudo sobem e descem durante períodos úmidos e secos, também ajudaram os cientistas a detectar erros de dados nas primeiras aplicações do modelo. “As parcerias com pessoas das agências locais tornaram este estudo possível”, disse Knight. “Os dados que eles forneceram e seu conhecimento do sistema foram essenciais.”
Consistente com a modelagem e as observações feitas na metade ocidental do Vale de San Joaquin, mais monitorada na década de 1970, os resultados sugerem que as argilas espessas em todo o vale continuarão a se compactar por décadas a séculos depois que os níveis de água nos aquíferos da região se estabilizarem. “Esta é uma observação importante”, escrevem os autores, porque os planos de gestão sustentável apresentados para a área estudada pressupõem que os níveis de água estabilizados em baixas recentes serão suficientes para evitar futuros afundamentos. “Esta suposição está errada”, disse Knight. A subsidência da terra diminuirá apenas se os depósitos nas bacias de águas subterrâneas – de chuvas e escoamento ou projetos de recarga de aquíferos gerenciados – começarem a superar as retiradas.
A nova modelagem também mostra que a compactação na camada mais profunda do sistema de águas subterrâneas foi responsável por mais de 90% da subsidência na área de estudo nos últimos 20 anos. “Se sua única preocupação é o afundamento da terra, então é muito melhor bombear sua água da zona rasa do que da zona profunda”, disse Lees.
Embora o estudo se concentre em uma área relativamente pequena, os autores dizem que os resultados provavelmente são representativos de regiões de subsidência em todo o Vale de San Joaquin, e a metodologia pode ser aplicada para entender a subsidência em sistemas aquíferos semelhantes em todo o mundo.
