Acvifere Magazin subteran de apă dulce

Acviferele sunt straturi subterane de rocă care sunt saturate cu apă, care pot fi aduse la suprafață prin izvoare naturale sau prin pompare.

Apa subterană conținută în acvifere este una dintre cele mai importante surse de apă de pe Pământ: Aproximativ 30% din apa noastră dulce lichidă este apă subterană, conform Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice (NOAA). Restul se găsește la suprafață în pâraie, lacuri, râuri și zone umede. Cea mai mare parte a apei dulci din lume - aproximativ 69 la sută - este închisă în ghețari și capace de gheață. Site-ul american al Studiului Geologic are o hartă a acviferelor importante din Statele Unite ale Americii.

Apele subterane pot fi găsite într-o serie de diferite tipuri de rocă, dar cele mai productive acvifere se găsesc în roca poroasă, permeabilă, precum gresia sau în cavitățile deschise și peșterile acviferelor calcaroase. Apele subterane se deplasează mai ușor prin aceste materiale, ceea ce permite o pompare mai rapidă și alte metode de extragere a apei. Acviferele pot fi găsite și în regiunile în care roca este formată din material mai dens - cum ar fi granit sau bazalt - dacă acea rocă are fisuri și fracturi.

"Acviferele au multe forme și dimensiuni, dar sunt într-adevăr un depozit subteran de apă", a spus Steven Phillips, hidrolog în cadrul Studiului Geologic al Statelor Unite (USGS) din Sacramento, California.

Materialul impermeabil dens, cum ar fi lutul sau șistul, poate acționa ca un „acvatic”, adică un strat de rocă sau alt material care este aproape impenetrabil cu apa. Prin apele subterane s-ar putea deplasa prin astfel de materiale, va face acest lucru foarte lent (dacă este deloc). Defecțiunile sau munții pot bloca și mișcarea apelor subterane proaspete, la fel ca și oceanul, a spus Phillips.

Un acvitar poate capta apa subterană într-un acvifer și poate crea o fântână arteziană. Atunci când apa subterană curge sub un acvariu dintr-o zonă de înălțime mai mare spre o altitudine mai mică, cum ar fi de pe o pantă de munte până la un fund de vale, presiunea asupra apelor subterane poate fi suficientă pentru a forța apa din orice fântână care este găurită în acel acvifer. Astfel de puțuri sunt cunoscute sub numele de puțuri arteziene, iar acviferele în care sunt conectate se numesc acvifere arteziene sau acvifere confinate.

Cum se mișcă apele subterane

Atunci când apa de suprafață nouă intră într-un acvifer, aceasta „reîncarcă” alimentarea cu apă subterană. Reîncărcarea se întâmplă în primul rând în apropierea munților, iar apele subterane curg, de obicei, în jos, de pe versanții munților spre pâraie și râuri prin forța gravitației, a spus Phillips. În funcție de densitatea rocii și a solului prin care se deplasează apele subterane, aceasta se poate strecura de-a lungul cât mai lent câtorva centimetri într-un secol, potrivit Environment Canada. În alte zone, unde roca și solul sunt mai slabe și mai permeabile, apa subterană se poate mișca câțiva metri într-o zi.

Apa dintr-un acvifer poate fi menținută sub suprafața Pământului timp de mai multe secole: Hidrologii estimează că apa din unele acvifere are mai mult de 10.000 de ani (ceea ce înseamnă că a căzut la suprafața Pământului, ca ploaie sau zăpadă cu aproximativ 6.000 de ani înainte de Marea Piramidă a Egiptului din Giza a fost construit). Cea mai veche apă subterană găsită vreodată a fost descoperită la 2,4 km adâncime într-o mină canadiană și prinsă între 1,5 și 2,64 miliarde de ani în urmă.

Dar, cu cât este mai adânc săpată pentru apă, cu cât este mai sărat lichidul, a spus Phillips. "Apele subterane pot fi foarte, foarte adânci, dar în cele din urmă este o saramură", a spus el. "Pentru apa dulce, adâncimile sunt foarte limitate."

O mare parte din apa potabilă de care depinde societatea este conținută în acvifere superficiale. De exemplu, acviferul Ogallala - un vast rezervor de ape subterane de 174.000 de mile pătrate (450.000 de kilometri pătrați) - furnizează aproape o treime din apele subterane agricole din America și peste 1,8 milioane de oameni se bazează pe acviferul Ogallala pentru apa potabilă. 

În mod similar, Texas primește aproape 60 la sută din apa sa subterană; în Florida, apele subterane furnizează peste 90 la sută din apa dulce a statului. Dar aceste surse importante de apă dulce sunt din ce în ce mai pe cale de dispariție.

Amenințări pentru acvifere

Până în 2010, aproximativ 30 la sută din apele subterane Ogallala Aquifer fuseseră exploatate, potrivit unui studiu din 2013 realizat de Universitatea de Stat din Kansas. Unele părți ale acviferului Ogallala sunt acum uscate, iar masa freatică a scăzut cu peste 300 de metri în alte zone. Mai mult de două treimi din această apă subterană acviferă Ogalalla ar putea fi drenate în următoarele câteva decenii, a descoperit studiul.

"Nivelul apei tocmai a coborât, coborât, coborând", a spus Phillip. "O mare parte din acest sistem a fost reîncărcat cu 10.000 de ani în urmă, în cea mai recentă perioadă glaciară, iar ceea ce facem acum este extragerea apei. Scoatem apă veche care nu este reînnoită."

Aceeași problemă se regăsește din ce în ce mai mult în întreaga lume, în special în zonele în care o populație în creștere rapidă cere o cerere mai mare de resurse acvifere limitate - pomparea poate, în aceste locuri, să depășească capacitatea acviferului de a-și reîncărca aprovizionarea cu apă subterană..

Când pomparea apei subterane are ca rezultat o scădere a nivelului hidric, atunci masa freatică poate scădea atât de jos încât se află sub adâncimea unei fântâni. În aceste cazuri, fântâna „se usucă” și nu se poate elimina apă până când reîncărcarea apei subterane - ceea ce, în unele cazuri, poate dura sute sau mii de ani.

Când pământul se scufundă din cauza pompării apelor subterane, se numește subsidență. În sudul văii San Joaquin din California, unde fermierii se bazează pe puțuri pentru irigații, suprafața terenului s-a așezat la 8,5 metri (8,5 metri) între anii 1920 și anii '70, potrivit NASA, care folosește datele din satelit pentru a urmări subsidența..

„Subzidența terenurilor este o amenințare pentru acvifere și, de asemenea, pentru infrastructura de la suprafață”, a spus Phillips.

În plus față de nivelul apelor subterane, calitatea apei într-un acvifer poate fi amenințată de intruziunea apei sărate (o problemă particulară în zonele de coastă), contaminanți biologici, cum ar fi evacuarea gunoiului de grajd sau fosa septică și substanțe chimice industriale, cum ar fi pesticidele sau produsele petroliere. Și odată ce un acvifer este contaminat, este notoriu dificil de remediat.

Resurse aditionale:

• Monitorul de apă din SUA este un raport zilnic despre „sănătatea apei” care rezumă informațiile federale despre apă.
• USGS oferă informații despre calitatea apei în acviferele americane.
• Harta interactivă a Sistemului Național de Informații despre Apă USGS a datelor naționale despre apă.

Acest articol a fost actualizat pe 17 octombrie 2018 de către editorul asociat, Tia Ghose.