Em mais uma tragédia anunciada em consequência das mudanças climáticas, um estudo liderado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA revelou que a água do mar está prestes a invadir grande parte dos aquíferos costeiros até 2100, o que poderá comprometer até 77% dessas áreas em bacias hidrográficas ao redor do mundo.
Conhecido como intrusão de água salgada, o fenômeno acontece quando a água do mar invade o abastecimento subterrâneo de água. Segundo o estudo, publicado na Geophysical Research Letters, isso poderá ocorrer devido ao aumento do nível do mar, que elevará a pressão da água salgada em direção ao interior do continente e/ou pela redução da recarga de água doce causada por padrões climáticos mais quentes.
O rompimento do equilíbrio das forças opostas, que existem naturalmente nas zonas de transição entre a água doce e a salgada, pode não apenas tornar a água imprópria para o consumo e para a agricultura, mas também comprometer seriamente ecossistemas e infraestruturas costeiras.
Possíveis impactos causados pela intrusão de água salgada
Diagramada esquemático transversal de um aquífero costeiro sofrendo intrusão de água salgada. (Fonte: Kyra Adams et al., Geophysical Research Letters, 2024/Divulgação)
Segundo o estudo, o aumento do nível do mar, sozinho, deverá causar intrusão em 82% das bacias costeiras, empurrando a zona de transição em até 200 metros, afetando regiões baixas, como o Sudeste Asiático e o Golfo do México. Já a redução da recarga de água subterrânea, isoladamente, afetará 45% das bacias, deslocando a zona de transição em até 1,2 mil metros em áreas áridas como a Península Arábica e a Baixa Califórnia, no México.
Felizmente, em 42% das bacias avaliadas, o aumento da recarga de águas subterrâneas poderá ser suficiente para reverter os efeitos do avanço da água do mar em algumas regiões. Isso significa que as estratégias de manejo para evitar a contaminação deverão ser específicas para cada área atingida.
O estudo sugere que, em locais onde a intrusão é causada pela baixa recarga, a adoção de estratégias para preservar os recursos hídricos subterrâneos podem ser eficaz. No entanto, em regiões onde o aumento do nível do mar é predominante, as soluções devem envolver o desvio das águas subterrâneas.
Um modelo global de proteção das águas subterrâneas costeiras
Mapa mundial da intrusão de água salgada. (Fonte: NASA/JPL-Caltech/Divulgação)
Para mapear a intrusão de água salgada no mundo, os pesquisadores utilizaram dados do banco HydroSHEDS, baseado em imagens de satélite. Para o coautor do estudo, Ben Hamlington, o impacto da intrusão de água salgada pode ser comparado às inundações costeiras.
Em um comunicado, ele diz que os maiores impactos recairão em países menos preparados. Por isso, a criação de um modelo global uniforme é fundamental os efeitos do avanço da água do mar em algumas regiões a desenvolver estratégias eficazes contra os impactos climáticos.
Segundo o estudo, somente uma ação global coordenada será capaz de enfrentar os desafios impostos pelas mudanças climáticas e proteger as populações costeiras.
Um estudo da USP mostra que rios brasileiros estão perdendo água para os aquíferos subterrâneos, especialmente em regiões agrícolas e secas, comprometendo a disponibilidade de água e a saúde dos ecossistemas, e exigindo gestão integrada
Rios brasileiros estão enfrentando um esgotamento significativo de suas águas, afetados por perdas para os aquíferos e mudanças climáticas
Por Diego Portalanza para o MeteoRed
Um novoestudorealizado por pesquisadores da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP), em colaboração com diversas universidades internacionais, trouxe à tona um alerta preocupante:muitos rios brasileiros podem estar perdendo água para os aquíferos subterrâneos, um processo que pode comprometer a disponibilidade de água em várias regiões do país. Publicado na Nature Communications, o estudo analisou mais de 17 mil poços distribuídos pelo Brasil e identificou que 55% dos aquíferos estão em níveis abaixo dos rios próximos, sugerindo que as águas dos rios estão infiltrando no solo em grande escala.
O problema da perda de água dos rios
Os pesquisadores mostraram que a interação entre rios e aquíferos é crucial para a disponibilidade de água, tanto para consumo humano quanto para manter ecossistemas saudáveis. Quando o nível de água dos aquíferos está abaixo do nível dos rios, a água do rio pode acabar infiltrando-se no solo para abastecer esses reservatórios subterrâneos, o que resulta em uma diminuição do fluxo de água dos rios, especialmente em regiões com intensa atividade agrícola e grandes extrações de água subterrânea.
Este fenômeno, conhecido como “rios perdedores”, pode ter efeitos graves, como a diminuição da disponibilidade de água para irrigação, abastecimento urbano e manutenção de habitats fluviais.
O estudo destaca que áreas como a Bacia do Rio São Francisco e a Bacia do Verde Grande estão entre as mais impactadas, devido ao uso intensivo de água para a agricultura e à exploração dos recursos subterrâneos. Esses rios estão perdendo grandes quantidades de água para os aquíferos, o que pode levar à redução dos níveis dos próprios rios e comprometer tanto o fornecimento de água quanto a biodiversidade local.
O papel do agronegócio e das mudanças climáticas
Os autores do estudo ressaltaram que a perda de água dos rios para os aquíferos é especialmente comum em áreas com atividades agrícolas intensivas e em regiões secas, onde a recarga natural dos aquíferos é insuficiente para acompanhar o ritmo das retiradas. A expansão da agricultura e o aumento do uso de água para irrigação estão intensificando esse problema, colocando em risco a sustentabilidade dos recursos hídricos em várias regiões do Brasil.
O Rio São Francisco é uma das bacias mais afetadas pela perda de água para os aquíferos, comprometendo a disponibilidade hídrica e a biodiversidade em uma região crucial para o Brasil.
Além disso, o estudo aponta que as mudanças climáticas estão agravando a situação, uma vez que as secas prolongadas e as alterações nos padrões de precipitação estão reduzindo a disponibilidade de água superficial e dificultando a recarga dos aquíferos. Em algumas regiões, a expectativa é de que, com o aumento das temperaturas e a diminuição das chuvas, os rios continuem perdendo água de forma ainda mais acentuada, comprometendo o fornecimento de água e a saúde dos ecossistemas.
Soluções e caminhos para o futuro
Os resultados deste estudo chamam atenção para a necessidade urgente de gerenciar de forma integrada os recursos hídricos superficiais e subterrâneos. Isso significa que políticas públicas e estratégias de gestão precisam considerar os rios e os aquíferos como um sistema único e interdependente, adotando medidas para reduzir o uso excessivo de água subterrânea e garantir a recarga natural dos aquíferos.
Entre as possíveis soluções, estão o incentivo ao uso mais eficiente da água na agricultura, a principal usuária dos recursos hídricos no país, e a implementação de tecnologias que permitam a recarga artificial dos aquíferos, especialmente em períodos de chuvas intensas.
Além disso, é fundamental aumentar o monitoramento dos níveis de água dos rios e aquíferos para entender melhor como essas interações ocorrem e poder adotar medidas preventivas antes que a situação se torne irreversível.
O estudo também sugere que o uso de tecnologias de sensoriamento remoto pode ser uma ferramenta importante para avaliar a conectividade entre rios e aquíferos, principalmente em áreas onde há pouca disponibilidade de dados em campo. A combinação de dados de poços e tecnologias de monitoramento remoto pode ajudar a identificar as áreas mais vulneráveis e orientar a tomada de decisões para mitigar a perda de água dos rios e garantir a sustentabilidade dos recursos hídricos.
Uso de tecnologias de sensoriamento remoto para monitorar a conectividade entre rios e aquíferos no Brasil
Embora o Brasil possua cerca de 15% das reservas de água doce do mundo, a distribuição desigual e a intensificação do uso desses recursos estão colocando em risco a segurança hídrica do país. Este estudo serve como um alerta importante sobre os riscos de se ignorar as interações entre rios e aquíferos, e ressalta a importância de uma gestão sustentável e integrada da água para garantir a disponibilidade desse recurso essencial para as futuras gerações.
Declínios rápidos são mais comuns em aquíferos sob terras agrícolas em regiões mais secas, incluindo a Califórnia, como mostra a análise mais extensa das tendências das águas subterrâneas até agora
Irrigação de milho suprida por águas subterrâneas em Kabwe, Zâmbia. Crédito: Mark Hughes
Por Liza Gross para o Inside Climate News
O abastecimento de água subterrânea está a diminuir nos aquíferos em todo o mundo, concluiu um novo estudo inovador, com as taxas de declínio a acelerarem ao longo das últimas quatro décadas em quase um terço dos aquíferos estudados.
Muitos centros agrícolas enfrentam um futuro incerto, uma vez que o aquecimento do clima ameaça a disponibilidade de água em todo o mundo. As águas subterrâneas há muito que funcionam como amortecedores climáticos, fornecendo uma fonte de água doce para comunidades com chuvas pouco fiáveis. Mas a actividade humana desencadeou um ciclo de retroalimentação que está a colocar em risco este recurso crucial: décadas de combustão descontrolada de combustíveis fósseis causaram secas mais frequentes e graves, o que por sua vez levou a uma maior dependência das águas subterrâneas.
Na Califórnia, os produtores trataram os aquíferos subterrâneos como fontes ilimitadas de água até que o estado finalmente começou a regular as águas subterrâneas, há uma década. Nessa altura, o bombeamento irrestrito já tinha deixado mais de 20 bacias de águas subterrâneas do estado – linhas vitais para muitos sistemas comunitários de água potável – “criticamente sobrecarregadas”.
A nova investigação, publicada quarta-feira na revista Nature, mostra que a Califórnia não está sozinha na falha na salvaguarda de um recurso crítico.
Os declínios foram mais prevalentes, e caíram mais rapidamente, em regiões mais secas com agricultura extensiva, descobriu uma equipe internacional liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara e ETH Zurique, analisando dados de satélite em combinação com poços de monitoramento individuais em mais de 40 países. . A irrigação é responsável por cerca de 70% das retiradas globais de água subterrânea, e os investigadores descobriram que os níveis de água subterrânea em rápido declínio estavam “virtualmente ausentes” em terras não cultivadas.
Ainda assim, as notícias não são de todo ruins. As perdas de águas subterrâneas a longo prazo “não são universais nem inevitáveis”, observa a equipa.
“O rápido e acelerado declínio das águas subterrâneas está, infelizmente, generalizado em todo o mundo”, disse Scott Jasechko, especialista em recursos hídricos da UC Santa Barbara que co-liderou o estudo. “Mas também encontramos casos em que as tendências de declínio das águas subterrâneas foram revertidas após intervenções inteligentes.”
Em quase metade dos casos analisados, os níveis das águas subterrâneas que estavam a diminuir abrandaram (20 por cento), inverteram o seu declínio (16 por cento) ou aumentaram (13 por cento). As reversões resultaram, em grande parte, da implementação de políticas ou regulamentos que se voltaram para fontes alternativas, como água reciclada ou desvios de caudais de rios, utilizaram taxas escalonadas ou mais elevadas para o consumo de água ou reabasteceram ou recarregaram intencionalmente aquíferos com água de outras fontes.
A pesquisa baseia-se em trabalhos anteriores de Jasechko e Debra Perrone, especialista em sustentabilidade hídrica da UC Santa Bárbara que também contribuiu para o artigo da Nature. No estudo anterior, publicado na Science, analisaram a profundidade de quase 40 milhões de poços de água subterrânea que abastecem famílias e explorações agrícolas em todo o mundo. Eles descobriram que milhões de poços eram tão rasos – penetrando apenas 5 metros, ou 16,4 pés, nas águas subterrâneas – que poderiam secar, mesmo com quedas modestas nas águas subterrâneas.
“Já estamos vendo evidências claras de poços secando impactando comunidades e famílias no sul do Vale Central da Califórnia”, disse Jasechko, referindo-se a uma das regiões agrícolas mais ricas do mundo.
Uma motivação para este projecto, disse ele, foi colocar o declínio das águas subterrâneas da Califórnia num contexto global mais amplo. Assim, a dupla juntou-se a outros importantes especialistas em água para controlar as mudanças nos níveis das águas subterrâneas ao longo do tempo, revisando medições feitas em poços usados apenas para monitoramento.
Poço de água subterrânea com equipamento de monitoramento de nível de água localizado na Reserva Jack e Laura Dangermond, na Califórnia. Crédito: Scott Jasechko.
Começaram com cerca de 300 milhões de medições do nível da água a partir de 1,5 milhões de poços de monitorização e determinaram os limites dos aquíferos a partir de estudos anteriores. Mas para detectar uma tendência, necessitaram de um mínimo de duas medições durante o século XXI, separadas por pelo menos oito anos. Isso deixou-os com 170.000 poços em quase 1.700 aquíferos em todo o mundo – o maior conjunto de dados alguma vez compilado a uma escala tão local.
A análise mostra que os rápidos declínios no nível das águas subterrâneas de meio metro por ano (cerca de 1,6 pés) são generalizados, disse Jasechko. “E o que isso significa na prática, em locais onde os poços não estão mais de cinco metros abaixo do lençol freático, é que esses poços secariam na próxima década se os níveis das águas subterrâneas continuarem a diminuir meio metro por ano.”
Eles também descobriram que as taxas de declínio do nível das águas subterrâneas em algumas áreas na porção sul do Vale Central e no Vale Cuyama adjacente estão entre as mais altas do mundo, disse Jasechko.
Os aquíferos na Índia também registaram graves declínios, juntamente com regiões menos estudadas, incluindo um centro agrícola no Irão, a planície ocidental de Qazvin.
“Eles fizeram um ótimo trabalho ao reunir muitas fontes de dados díspares para esclarecer essa questão”, disse Ellen Hanak, pesquisadora sênior do Instituto de Políticas Públicas, sem fins lucrativos, do Centro de Políticas Hídricas da Califórnia, que não esteve envolvida no a pesquisa.
O estudo fornece insights em nível local que serão realmente úteis para quem analisa as questões das águas subterrâneas em muitas partes diferentes do mundo, disse Hanak.
Lacunas e oportunidades
Estudos anteriores analisaram o esgotamento das águas subterrâneas à escala global, mas basearam-se em dados de satélite ou de modelização, que não revelam as condições do mundo real a nível local. A equipe de Jasechko também usou dados de satélite para coletar insights sobre locais que não possuíam dados sobre poços individuais, recorrendo a satélites implantados como parte de uma colaboração NASA-Alemanha chamada missão Gravity Recovery and Climate Experiment, ou GRACE . Como as flutuações nos níveis da água podem afetar a gravidade, os cientistas podem usar satélites que detectam mudanças na gravidade da Terra para rastrear a dinâmica da água subterrânea em grande escala.
Uma das contribuições deste artigo é o incrível conjunto de dados globais que a equipa reuniu, ao mesmo tempo que destacou lacunas, disse Donald John MacAllister, especialista em águas subterrâneas do British Geological Survey que revisou o artigo. “Ainda existem grandes partes da superfície da Terra que ela não cobre.”
O estudo cobre cerca de três quartos das retiradas globais de águas subterrâneas, incluindo todas as remoções significativas, com a Índia, o Paquistão e os Estados Unidos entre os maiores, disse MacAllister. Mas existem lacunas significativas na China, que é um “grande utilizador de águas subterrâneas”, disse ele. “E existem lacunas realmente grandes em África, onde penso que as águas subterrâneas serão cruciais no futuro para a resiliência climática e a resposta à seca, e também na América do Sul.”
Dito isto, acrescentou, “este tipo de análise global nunca foi feito antes”.
Os dados eram inacessíveis ou ausentes em alguns países, disse Richard Taylor, professor de hidrologia na University College London que contribuiu para o novo estudo. Mas também há bastante informação em alguns lugares que ele visita com frequência, disse ele, como a África tropical. Simplesmente não existe na forma necessária para o estudo.
Ter dados durante um período de tempo mais longo tem a vantagem de permitir aos cientistas compreender como as águas subterrâneas respondem às alterações climáticas e à utilização humana, disse Taylor, especialista em garantir o acesso à água potável e para irrigação em países tropicais de baixos rendimentos.
E em muitos locais onde a informação de poços individuais não estava disponível, as evidências provenientes de observações de satélite e de estudos de modelação sugerem que o declínio das águas subterrâneas pode ser ainda mais generalizado do que a equipa conseguiu confirmar.
“Acho que um caminho promissor para pesquisas futuras seria reunir os pontos fortes das tecnologias baseadas em satélite, como o GRACE, e os pontos fortes das observações do nível das águas subterrâneas localmente relevantes que estamos relatando aqui”, disse Jasechko.
Ao contrário das observações baseadas em satélite, as informações dos poços de monitorização estão ligadas a aquíferos individuais, disse Taylor. Isso significa que as pessoas podem agir porque agora têm informações sobre locais precisos. Também mostra que o detalhe é importante, disse ele. “Uma das surpresas para nós é que temos sistemas aquíferos lado a lado que estão se esgotando e que estão sendo recuperados.”
Isto levanta a questão de saber por que razão um sistema aquífero – que consiste num ou mais aquíferos ligados – estaria a drenar e outro a recuperar em locais com agricultura, clima e geologia semelhantes, disse Taylor. “Equipado com esse tipo de informação, torna-se um pouco menos apocalíptico e um pouco mais, ei, podemos fazer algo sobre isso.”
Revertendo Declínios
Aproximadamente metade da população mundial, incluindo cerca de145 milhões de americanos, obtém água potável de águas subterrâneas.
As águas subterrâneas oferecem um nível de resiliência que não se obtém com as águas superficiais, disse MacAllister. “À medida que temos alterações climáticas, secas crescentes e chuvas extremas, as águas superficiais respondem quase imediatamente, enquanto as águas subterrâneas são protegidas disso.”
As águas subterrâneas ainda não foram desenvolvidas como um recurso em muitas partes do mundo, mas são claramente necessárias, disse ele, apontando para a África Oriental, que enfrenta uma seca de seis anos.
E embora o novo estudo forneça uma imagem sombria do estado precário de um recurso do qual dependem milhares de milhões de pessoas, disse MacAllister, é importante reconhecer locais onde as soluções mudaram a situação.
Uma região da Arábia Saudita, por exemplo, pareceu conter a velocidade das suas perdas com políticas que reduziram a procura agrícola. A bacia de Abbas-e Sharghi, no Irão, conseguiu reverter o declínio no final do século passado, desviando a água de uma barragem próxima, enquanto Tucson, no Arizona, reverteu o declínio com projectos de recarga de aquíferos que reabastecem as águas subterrâneas, colocando água de outras fontes em bacias, onde ele vaza de volta para o aquífero.
Aprender com estes tipos de medidas tornar-se-á cada vez mais importante à medida que as áreas agrícolas registam mudanças na disponibilidade de água, especialmente em regiões destinadas a secas mais frequentes e mais severas.
“Descobrimos que em mais de 80% dos locais onde o declínio das águas subterrâneas se acelerou, houve uma redução na precipitação total nos últimos 40 anos”, disse Jasechko. Esta relação, acrescentou, “sugere uma ligação entre a variabilidade climática e a mudança do nível das águas subterrâneas”.
Irrigação alimentada por águas subterrâneas por meio de uma bomba elétrica no sudoeste de Bangladesh. Crédito: Ahmed Ziaur Rahman
As alterações na precipitação podem exacerbar a procura das águas subterrâneas.
Digamos que um agricultor normalmente irrigasse as plantações com água superficial alimentada pela neve que derreteu de abril a agosto, explicou Taylor. Então, uma mudança na precipitação de neve para chuva não apenas reduziu a camada de neve, mas também alterou o volume e a distribuição de sua água de degelo, de modo que toda a água tenha desaparecido em maio.
Como resultado, os agricultores a jusante que anteriormente dependiam de águas superficiais para irrigação estão agora a utilizar águas subterrâneas em Junho em vez de Setembro, disse Taylor. “Isso cria uma espécie de maior dependência dos recursos hídricos subterrâneos como fonte de irrigação.”
Também levanta a questão da seleção de culturas, disse ele. “Porque é que estamos a cultivar culturas que exigem muita água numa área que não tem muita água?”
Taylor aponta para uma história de sucesso inspiradora no centro-oeste do Bangladesh, uma das regiões mais pobres do país, com o esgotamento mais grave das águas subterrâneas. Eles conseguiram reabastecer as águas subterrâneas mudando do arroz para o trigo, juntamente com um esquema de recarga de aquíferos, disse ele.
Ele reconhece que é um desafio dizer às pessoas para pararem de cultivar culturas das quais depende a sua subsistência. Mas se os produtores de uma região que era o quarto maior produtor de arroz do mundo puderem mudar, isso oferecerá lições para os produtores de lugares como a Califórnia, disse ele.
Para Hanak, do Instituto de Políticas Públicas da Califórnia, o estudo levanta a questão: o que pressagiam as tendências encontradas pelos autores? Em alguns lugares, será possível encontrar água para usar como substituto ou para reabastecer aquíferos, disse ela, e em alguns lugares isso não acontecerá. O desafio será provavelmente maior nas regiões agrícolas onde as alterações climáticas estão a reduzir a disponibilidade.
“Haverá um acerto de contas de uma forma ou de outra”, disse Hanak. Isso pode acontecer através de regras de gestão que reduzam as alocações ou através da queda dos níveis de água a tal ponto que se torne demasiado caro continuar a bombear.
Jasechko espera que o estudo inspire cientistas, legisladores e gestores de águas subterrâneas a agirem de acordo com as descobertas.
“As águas subterrâneas são uma das nossas melhores proteções contra a variabilidade e as mudanças climáticas no futuro”, disse Jasechko. “Gerenciar isso com sabedoria é do nosso interesse, dadas as incertezas inerentes ao que vem a seguir.”
Este texto escrito originalmente em inglês foi publicado pela Inside Climate News [Aqui!].
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