En un lugar como Delaware, donde llueve con frecuencia, el agua es un recurso renovable. Los procesos naturales repondrán el agua que se usa o consume. En un área donde la lluvia no es tan abundante, como la Península Arábiga, sin embargo,Es crucial saber cuánta agua hay disponible bajo el árido desierto en lo que se conoce como acuíferos fósiles, acuíferos que almacenan agua más vieja.
Neil Sturchio de la Universidad de Delaware, profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra en la Facultad de Tierra, Océano y Medio Ambiente de la UD, con colegas de varias otras instituciones, co-escribió un artículo en el Revista de Hidrología que evaluó la edad, el origen y la sostenibilidad de los acuíferos fósiles en el Sistema Mega Acuífero MAS en la Península Arábiga.
El MAS subyace a la mayoría de los vastos desiertos de la Península Arábiga y es uno de los sistemas acuíferos más grandes del mundo árido, ocupando territorio en Arabia Saudita, Irak, Jordania, Omán, Yemen y los Emiratos Árabes Unidos.
Sturchio realizó estudios geoquímicos e isotópicos que ayudaron a determinar la calidad y la edad del agua, que mostraron 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 ruta de flujo del agua subterránea, especialmente cuando se usan junto con modelos numéricos de flujo que incorporan mediciones de elevación de la capa freática y propiedades hidráulicas del acuífero.
Las proporciones de isótopos de hidrógeno y oxígeno de la molécula de agua se usaron para rastrear su fuente de humedad, y los isótopos radiactivos carbono-14 y cloro-36 se usaron para evaluar el tiempo de residencia edad del 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 gestionar de manera sostenible el uso del agua.
Sturchio dijo que este estudio era importante porque esta área del mundo no ha tenido muchas investigaciones modernas y 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 en un problema cada vez más", dijo Sturchio.
agua subterránea fósil
Si bien gran parte del paisaje de la Península Arábiga recibe menos de 25 milímetros de lluvia por año, en períodos climáticos más húmedos anteriores estas áreas recibieron mayores cantidades de precipitación, lo que ayudó a recargar sus acuíferos.
Estas aguas subterráneas ahora se consideran fósiles, pero en áreas del MAS que reciben mayores cantidades de precipitación, principalmente las áreas montañosas en la sección sur del MAS que subyace en el desierto de Rub Al Khali RAK, las mezclas de agua más antiguascon lo nuevo ya que los acuíferos reciben recarga moderna de la precipitación.
A diferencia de la parte sur del MAS, que en los niveles actuales de extracción de agua puede usarse para el desarrollo de una agricultura sostenible en Arabia Saudita, las secciones central y norte del MAS están siendo explotadas en exceso cuando se trata de la extracción de aguas subterráneas.
Debido a que están mostrando signos de una disminución grave en los niveles de agua, es importante determinar la edad del agua para mostrar qué tan rápido se están reponiendo los acuíferos. Esto ayudará a identificar ubicaciones y desarrollar escenarios mediante los cuales los recursos pueden ser manejadosde manera sostenible.
Detección remota de agua
Además de las mediciones químicas e isotópicas habituales que ayudan a fechar el agua y a informar sobre la calidad del agua, los investigadores utilizaron observaciones de la misión satelital Gravity Recovery and Climate Experiment GRACE que se lanzó en 2002 por la Aeronáutica Nacional de EE. UU. YLa Administración Espacial NASA 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. Mediante el uso de los datos de los satélites, los investigadores pudieron obtener cálculos del balance hídrico, detectar la variabilidad del almacenamiento de agua sobre las cuencas y discernir las tasas de recarga y descarga del acuífero.
"Año tras año, puede comparar las mediciones de gravedad en un área determinada y ver cómo están cambiando. En igualdad de condiciones, la mayor parte del cambio en la gravedad se debe a la adición o sustracción de agua porque nada más esrealmente está cambiando tanto. Las rocas simplemente están allí ", dijo Sturchio." Estos satélites de gravedad son sensibles al cambio en el volumen del agua subterránea. Si la bombeas demasiado rápido, verás que la cantidad de agua subterránea esdisminuyendo gradualmente "
Además de GRACE, los investigadores también utilizaron datos de mediciones de precipitación basadas en satélites y realizaron investigaciones de campo sobre el sistema de acuíferos RAK.
agua que viaja
Esta combinación de teledetección, investigaciones geoquímicas y de campo también se utilizó para determinar dónde se originó 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, acumulando 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 porción 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 se depositó desde las colinas 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 para fines agrícolas. El agua subterránea se origina en las montañas a través de la recarga de precipitaciones, luego pasa a través de formaciones de rocas salinas que hacen que el agua de los acuíferos sea salada.
"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 tiene 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 de aguas subterráneas.
En las secciones central y norte del MAS, la extracción sostenible de agua se puede lograr con los cultivos actuales y los arreglos de riego reduciendo la extracción anual y manteniéndola más en línea con la tasa a la que se repone parcialmente por precipitación. Otra opciónsería reemplazar los cultivos intensivos en agua, como el trigo y la alfalfa, que actualmente se cultivan en el área con cultivos que ahorran agua, como las papas o la remolacha azucarera.
En los niveles actuales de extracción, las partes del sur del MAS pueden usarse para el desarrollo de una agricultura sostenible en Arabia Saudita y proporcionar un modelo replicable y rentable para el área.
El trabajo fue financiado por la División de Ciencias de la Tierra de la NASA, el Servicio Geológico de Arabia Saudita y la Instalación de Teledetección de Ciencias de la Tierra en la Universidad Western Michigan.
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Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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