secetele au expus setea Californiei pentru apele subterane. Acum, statul speră să umple sale acvifere

California Central Valley—una dintre cele mai bogate regiuni agricole din lume—este de a se scufunda. În timpul unei secete intense recente, din 2012 până în 2016, părți ale văii s-au scufundat până la 60 de centimetri pe an. „Nu este ca un cutremur; nu se întâmplă, boom”, spune Claudia Faunt, hidrolog la U. S. Geological Survey. Dar este o dovadă a unui dezastru cu încetinitorul, rezultatul setei insațiabile a regiunii pentru apele subterane.,timp de zeci de ani, fermierii au pompat neobosit apele subterane pentru a-și iriga culturile, drenând straturi groase de lut, care poartă apă, adânc în subteran. Pe măsură ce argilele se comprimă, drumurile, podurile și canalele de irigare s-au crăpat, provocând daune extinse și costisitoare. În 2014, când oamenii de știință NASA au zburat cu echipamente radar peste apeductul din California, o piesă critică a infrastructurii de apă, au descoperit că o secțiune a scufundat 20 de centimetri pe parcursul a 4 luni., O astfel de cădere poate lăsa canalele care transportă mai puțină apă—o „ironie Supremă”, spune Graham Fogg, hidrogeolog la Universitatea din California (UC), Davis, deoarece au fost construite parțial pentru a reduce cererea de apă subterană. Pomparea excesivă pune în pericol și calitatea apei, deoarece poluanții se acumulează în apele subterane, iar argilele eliberează arsenic. Cel mai rău dintre toate, pomparea persistentă înseamnă că, într-o zi, acviferele ar putea rămâne fără apă utilizabilă. „Dacă pompezi prea tare”, spune Fogg, ” te joci cu focul.acum, California a lansat un efort de reper pentru a-și salva apele subterane., În 2014, adânc în secetă, statul a adoptat o lege pentru a-și proteja acviferele; de atunci, administratorii locali de apă au elaborat planuri de sustenabilitate pentru cei considerați cei mai periculoși. Planurile pentru unele regiuni afectate în mod deosebit, tocmai lansate pentru comentarii publice, solicită încetarea deficitului de apă subterană, în principal, permițând precipitațiilor să umple acviferele, dar și prin reducerea cererii. Statul finanțează oamenii de știință pentru a aduna date mai bune despre criză; cercetătorii estimează că în Valea Centrală, jumătate din acvifere sunt epuizate periculos, dar nu cunosc amploarea pagubelor., Între timp, geologii lucrează pentru a identifica cele mai bune locuri pentru a umple acviferele prin inundarea câmpurilor agricole, inclusiv unele cu Geologie deosebit de permeabilă.

știința apelor subterane ia o nouă urgență, deoarece California și alte regiuni din întreaga lume se confruntă cu amenințări din ce în ce mai mari din cauza secetei—și forează din ce în ce mai mult puțuri pentru a compensa lipsa ploii și a zăpezii. La nivel global, acviferele sunt „foarte stresate” în 17 țări care dețin un sfert din populația lumii, potrivit Institutului Mondial de resurse. Aprovizionarea cu apă și alimente pentru miliarde de oameni este amenințată.,California este un studiu de caz în provocările de a proteja aceste resurse. Ferma de interese, care folosesc cele mai apelor subterane, de multe ori rezista limitarea retragerilor, în timp ce ecologiștii cererea de apă mai fi revenit la râuri și Sacramento-San Joaquin delta; primul proces provocator California planuri de sustenabilitate a fost depusă luna trecută. Cererea de apă subterană este în creștere în cazul în care fermele s-au extins în zone cu puțină apă de suprafață. În tot statul, schimbările climatice fac precipitațiile mai puțin fiabile., „O mulțime de oameni caută în California pentru a vedea cum se desfășoară Legea”, spune Ellen Hanak de la Institutul de Politici Publice din California (PPIC). Speranța, adaugă ea, este „există atât de multă inovație locală în California, încât poate fi un model pentru oamenii din altă parte.California a servit odată ca model global pentru un alt tip de inovație: proiecte masive de apă. Los Angeles și alte orașe clamored pentru mai multă apă decât ar putea obține la nivel local., Valea San Joaquin din Valea Centrală de Sud, cea mai mare și mai profitabilă zonă agricolă a statului, avea sol fertil și mult soare, dar niciodată suficientă apă. Fermierii au avut de a face cu ceea ce natura a oferit—și ceea ce ar putea pompa de la sol.în anii 1930, guvernul federal a început să construiască o rețea de baraje, conducte și canale care au mutat apa din nordul umed al statului în ferme din sudul său semiarid. Proiectele locale au trimis apă centrelor urbane. Cu robinetele pornite, fermele și orașele din California au înflorit.,

dar apa importată nu a scutit mult timp presiunea asupra apelor subterane. Datorită electrificării rurale, mai mulți fermieri ar putea pompa atât cât și-au dorit. Nu au existat reglementări, nici limite. Și pompele au devenit din ce în ce mai puternice, cu cei mai capabili să înghită până la 5000 de litri pe minut din acvifere. Acum, într-un an umed, aproximativ 40% din apa folosită în stat iese din pământ; în timpul unei secete, proporția se umflă la 60%. În unele zone agricole, dependența este și mai mare în anii secetoși (Vezi harta).,

Ratele de extracție a apelor subterane sunt nesustenabile în multe părți ale statului, spune Jay Famiglietti, un hidrolog la Universitatea din Saskatchewan. În timpul anilor umedi, suficientă apă din ploaie și fluxurile care țâșnesc se scufundă în pământ pentru a reumple parțial acviferele, spune el, dar nivelurile pot scădea și mai puțin în timpul următoarei secete. „Este ca o minge de tenis care cade pe scări, merge doar într-o direcție”, spune Famiglietti.,tendința a devenit deosebit de îngrijorătoare în timpul secetei 2012-16. În Valea San Joaquin, adânc de irigare wells coborât nivelul apelor subterane—deja 250 de metri sub suprafață în locuri de—a pune la îndemâna puțin adânci fântâni care a furnizat mii de oameni cu apă potabilă. În altă parte, grupurile de mediu se temeau că izvoarele, râurile și râurile vor rămâne uscate pe măsură ce nivelul apei subterane va scădea.ca răspuns, legislatorii de stat au introdus propuneri de reglementare a retragerilor de apă subterană. Facturile s-au opus cu înverșunare de grupurile de ferme, care erau îngrijorate de scăderea valorilor terenurilor., Dar impulsul a câștigat impuls din noile imagini radar prin satelit care au reprezentat dramatic problemele de subzistență ale statului. „Imaginile au atras cu adevărat atenția asupra unui sistem care nu este în echilibru”, spune Rosemary Knight, geofizician la Universitatea Stanford.parlamentarii au fost, de asemenea, alarmați de imaginile pierderilor de apă (de mai sus) din experimentul NASA Gravity Recovery and Climate (GRACE), care studiază suprafața și apele subterane măsurând modul în care remorcherele sale de masă pe o pereche de sateliți., Măsurătorile GRACE, combinate cu alte date, au indicat că în 2010 acviferele Central Valley dețineau cu 20 de kilometri cubi mai puțină apă decât aveau în 2003.

Legea privind gestionarea durabilă a apelor subterane, care a devenit lege în septembrie 2014, a fost „un pas incredibil” pentru un stat care a rezistat mult timp reglementării apelor subterane, spune Famiglietti. Dar este nevoie doar de aproximativ 260 de agenții de sustenabilitate a apelor subterane din California (noi organizații înființate în conformitate cu legea, adesea alcătuite din districte locale de apă) pentru a stabiliza, nu pentru a crește, nivelul apelor subterane., Și permite pomparea crescută dacă este necesar în timpul secetei, atâta timp cât nu rezultă probleme majore. Cu toate acestea, legea a forțat o regândire la nivel de stat a politicilor privind apele subterane. În ianuarie, noile agenții din 21 de bazine considerate a fi depășite critic au trebuit să prezinte planuri pentru realizarea „durabilității” apelor subterane în termen de 20 de ani. (Alte agenții trebuie să își prezinte planurile până în 2022.)

impulsul de a dezvolta planurile a relevat, pe alocuri, o lipsă uluitoare de date., Multe districte, de exemplu, nu sunt siguri cât de multă apă este scoasă din pământ, deoarece California nu necesită ca toate pompele să aibă contoare. (Normele locale sau ordinele judecătorești necesită contorizare în unele bazine pentru a ajuta la rezolvarea litigiilor.) În absența unor date solide, cercetătorii au estimat ani de zile fluxurile prin examinarea înregistrărilor de energie electrică-pompele de apă subterană sunt porci energetici-și prin cartografierea întinderii și tipurilor de culturi irigate. Informațiile despre subsidență sunt, de asemenea, utile. „Este destul de uimitor”, spune hidrogeologul Andrew Fisher de la UC Santa Cruz., „Acum suntem în situația de a nu ști care sunt multe dintre fluxurile mari de apă subterană sau cum variază acestea.reducerea presiunii asupra apelor subterane nu este ușoară sau rapidă. O tactică evidentă este reducerea cererii. Unele părți din California și-au diminuat dependența de apele subterane prin stimularea eficienței și impunerea unor cerințe, cum ar fi dușurile și toaletele care economisesc apă. Plantarea culturilor eficiente în apă ajută-strugurii și migdalele tinere folosesc mult mai puțină apă decât lucerna, de exemplu. La fel și părăsirea câmpurilor necultivate, o strategie pe care fermierii au folosit-o pentru a face față secetelor din trecut.,dar pentru unele părți din California, astfel de măsuri nu sunt practice, în parte din cauza unei extinderi masive a podgoriilor și livezilor profitabile—suprafața de nuci de copac a crescut cu 85% între 2008 și 2018. Plantațiile și podgoriile nu pot fi tăiate ca alte câmpuri, deși pot supraviețui cu mai puțină apă decât în mod normal. Iar fermierii sunt reticenți în a le smulge, deoarece sunt costisitoare pentru a planta, pot dura ani până la maturitate și au o durată de viață relativ lungă.,

Totusi, cercetatorii spun cu adevărat protejarea apelor subterane în California va necesita reduceri de personal în agricultură, care, în medie, circa 80% din comerciale și rezidențiale de consum., Pentru a stabiliza apele subterane din Valea San Joaquin, fermierii vor trebui probabil să reducă terenurile agricole irigate cu peste 200.000 de hectare, sau 10%, potrivit unui raport din 2019 al PPIC. Nu este surprinzător că astfel de perspective îngrijorează fermierii din stat, spune Chris Scheuring, avocat în domeniul apei la Federația California Farm Bureau. „Sperăm absolut pentru rezultate atenuate care să ne ducă la un management durabil, fără a provoca multă durere.pentru a încetini rata de epuizare cu mai puțină durere, câteva districte se bazează pe metode dovedite de reîncărcare a acviferelor., Timp de decenii, unele districte de apă au umplut iazuri dedicate în anii umedi, astfel încât apa să se strecoare în pământ. Alții inundă câmpurile agricole când apa este abundentă. Podgoriile pot tolera inundațiile de primăvară, iar unele culturi, cum ar fi lucerna, se descurcă bine cu irigarea inundațiilor. Construirea podete și berme pentru a muta și țineți apa poate fi scump, cu toate acestea. În zonele urbane, unde terenul este rar sau straturile superioare de sedimente sau roci nu sunt foarte permeabile, oficialii pompează apă în pământ în loc să o îndepărteze.,pentru a extinde astfel de practici, cercetătorii au căutat zone coapte pentru reîncărcare, pe baza unor factori precum tipul de sol, utilizarea terenurilor și geologia acviferelor. O echipă UC Davis a identificat 1,5 milioane de hectare promițătoare prin revizuirea datelor existente, au raportat în California agricultura în 2015. Unele dintre cele mai bune locuri sunt văile, acum îngropate, care au existat cândva în Valea Centrală și au fost umplute cu sedimente grosiere în ultima epocă de gheață. Aceste pete dulci pot fi capabile să scurgă de 60 de ori mai multă apă decât locurile medii, spune Fogg., Cercetătorii au descoperit doar trei dintre aceste văi îngropate, dar Fogg spune că multe altele trebuie să existe, având în vedere istoria geologică a regiunii.Knight folosește tehnici geofizice pentru a găsi astfel de zone de reîncărcare promițătoare. Un instrument montat pe elicopter trimite semnale electromagnetice în pământ, măsurând proprietățile electrice ale sedimentelor îngropate pentru a crea hărți 3D ale formațiunilor geologice care au o adâncime de până la 300 de metri. După aceea, dispozitivele mai mici pot fi remorcate prin câmpuri sau livezi pentru imagini cu rezoluție mai mare., Hărțile pot ajuta managerii să identifice zonele în care apa se va absorbi rapid—evitând ponding-ul care poate duce la boli ale culturilor sau subminează copacii.hărțile arată, de asemenea, Unde este cel mai probabil ca apa să ajungă la straturi adânci unde pomparea provoacă subsidență. „Nivelul de complexitate pe care îl capturăm este uimitor”, spune Knight. Agenția de resurse de apă din California a angajat recent 12 milioane de dolari pentru utilizarea sistemului montat pe elicopter în bazinele subterane din întregul stat.refacerea apelor subterane ar putea deveni și mai importantă din cauza schimbărilor climatice., Statul sa bazat mult timp pe zăpada abundentă de munte pentru a oferi o sursă fiabilă, pe tot parcursul anului, de apă de suprafață. Numeroasele sale rezervoare au fost proiectate să se umple cu zăpadă până în iulie și apoi să elibereze apa pentru a satisface cererea de vârf în timpul verii fierbinți. Dar, din cauza unei tendințe de încălzire, stratul de zăpadă anual devine deja mai subțire și se topește mai devreme. Și oamenii de știință climatici prezic că tot mai multe precipitații în California vor cădea sub formă de ploaie, mai degrabă decât ca zăpadă în munți., Tot ceea ce înseamnă că rezervoarele se vor umple mai devreme, iar apa va trebui eliberată mai devreme în primăvară, înainte de a fi nevoie. Vara, fermierii ar trebui probabil să se bazeze și mai mult pe apele subterane.pentru a se adapta la acel viitor, oficialii se gândesc la un nou aranjament în care operatorii barajului ar elibera apă înainte de furtunile de ploaie. Acest lucru ar face loc pentru apa de furtună, iar descărcarea ar permite siturilor din aval să pună mai mult în pământ. Ideea pare simplă, dar implică schimbări semnificative în reglementări, operațiuni și, în unele cazuri, infrastructură, spune Fogg., Cu toate acestea, mai multe proiecte pilot sunt în curs de desfășurare. În bazinul râului American, o agenție de control al inundațiilor vrea să modernizeze unele rezervoare superioare. Dacă strategia este implementată acolo și într-un bazin adiacent al râului Sierra Nevada, Fogg și colegii estimează că aproximativ o treime dintr-un kilometru cub de apă ar putea fi stocată în subteran în fiecare an. Aceasta înseamnă 10% până la 25% din deficitul anual la nivel de stat, spune Fogg.,când seceta golește rezervoare, cum ar fi Lacul Cachuma lângă Santa Barbara, California, în 2015, apele subterane pot deveni o sursă și mai importantă de apă.

SCOTT LONDON/ALAMY ȘTIRI LIVE

Reîncărcare apa care vine de la munte rezervoare de multe ori are de înaltă calitate., Dar o altă sursă, scurgerea apelor pluviale din peisajele urbane sau gestionate, ar putea reprezenta o problemă: prevenirea contaminanților—inclusiv a îngrășămintelor agricole—să se scurgă în apele subterane. Fisher a studiat modalități de a elimina anumiți contaminanți prin adăugarea de biomaterie, cum ar fi mulci de lemn și coji de migdale în sol la locurile de reîncărcare. Echipa sa a descoperit că materialele pot promova creșterea microbilor care elimină nitratul, un poluant comun., „Dacă vom pune sute de mii sau milioane de picioare acre de apă în pământ în fiecare an, ar trebui să profităm de fiecare ocazie pentru a face acea apă mai curată pe drum”, spune Fisher.

reîncărcarea nu este întreaga soluție. În Valea San Joaquin, oamenii de știință estimează că numai reîncărcarea poate elimina, în cel mai bun caz, doar 25% din deficitul de apă subterană—în parte, deoarece în regiune există atât de puțină apă de suprafață., Așadar, orice economii suplimentare vor trebui probabil să provină din reducerea pompării, cu provocările sale politice, precum și din schimbarea apei către cele mai productive terenuri de cultură, lăsând în același timp altele necultivate. Acest lucru va necesita noi canale și alte infrastructuri și un nou nivel de coordonare. În întregul stat, mai multe entități guvernamentale și private vor trebui să lucreze împreună la gestionarea ofertei și a cererii la scara bazinelor întregi, pentru a minimiza costul economic al utilizării mai puțină apă., „Trebuie să existe inovație politică sau inovație financiară pentru a-i determina pe oameni să se îndepărteze de acest mit că avem încă o sursă nelimitată de apă subterană și că nu vom ajunge niciodată la fund”, spune Famiglietti.Bridget Scanlon, hidrolog la Universitatea din Texas, Austin, este optimistă că inovația va avea loc. „California are oportunități de a se îndrepta către un management mai durabil și cred că sunt”, spune ea. Fogg este plin de speranță, de asemenea, dar adaugă o notă prudentă. „Civilizația nu a avut niciodată mare succes în controlul cererii de apă”, notează el.,din fericire, iernile recente din California au oferit suficiente precipitații pentru a permite acviferelor să se recupereze puțin. Este posibil ca statul să nu afle dacă a învățat lecțiile ultimei secete până la următoarea.