Durante décadas, un costoso problema ha ido empeorando debajo del Valle de San Joaquín en California: el suelo se está hundiendo debido al bombeo excesivo de agua subterránea.
A medida que los pozos agrícolas drenan agua de los acuíferos, las capas de arcilla subyacentes se comprimen y la superficie de la tierra se hunde. 1 pie por año en algunas regiones.
Un nuevo estudio muestra que gran parte del Valle de San Joaquín se ha estado hundiendo a un ritmo récord desde 2006.
“Nunca antes se había producido tal aceleración durante un período de tiempo tan largo”, afirmó Matthew Lees, autor principal del estudio.
El estudio realizado por investigadores de la Universidad de Stanford es el primero en cuantificar la extensión total de tierra perdida en el Valle de San Joaquín, una de las regiones agrícolas más importantes del mundo durante las últimas dos décadas. Los deslizamientos de tierra han dañado canales, pozos y otras infraestructuras, por lo que requieren reparaciones que actualmente se están llevando a cabo en algunas áreas. cientos de millones de dólares.
Según la ley de aguas subterráneas de California, las agencias locales deben abordar el problema mientras trabajan en planes para limitar el bombeo y el bombeo. dirección de sobregiro hasta 2040.
Las mediciones satelitales han rastreado los cambios en la superficie terrestre durante las últimas dos décadas, pero hay una brecha en los datos de 2011 a 2015. Los investigadores han utilizado datos de estaciones GPS para documentar el hundimiento del terreno a lo largo de los años. les permitió detallar el desglose de todo el período comprendido entre 2006 y 2022.
La mayor parte del hundimiento se produjo en dos grandes zonas del valle, una alrededor de la comunidad de El Nido y la otra alrededor del pueblo de Corcoran. El estudio encontró que la disminución promediaría alrededor de una pulgada por año si se extendiera por todo el Valle de San Joaquín.
“Con estos hallazgos, podemos ver el panorama general de cómo este mínimo histórico se está desacelerando”, dijo Rosemary Knight, autora principal del estudio y profesora de geofísica en la Escuela de Sostenibilidad Doherty de Stanford.
En leertambién publicado en Nature Communications Tierra y Medio Ambiente ofrece ideas sobre cómo se puede frenar o detener el hundimiento mediante la recarga estratégica de acuíferos.
Los hallazgos muestran la lucha actual de California con un fenómeno que ha estado cambiando el paisaje desde principios del siglo XX, cuando los pozos y las bombas comenzaron a extenderse por todo el valle.
en un la famosa foto de 1977De pie junto a un poste telefónico marcado con 1925, 1955 y 1977, Joseph Polonia, un científico del Servicio Geológico de Estados Unidos, señaló cómo el nivel del suelo en el área cerca de Mendota ha bajado casi 30 pies.
En 1999 informeLos investigadores del USGS describieron el hundimiento en el Valle de San Joaquín como “uno de los mayores cambios provocados por el hombre en la topografía de la superficie de la Tierra”.
El ritmo de declive se desaceleró en las décadas de 1970 y 1980, cuando nuevos acueductos llevaron el agua de los ríos a las tierras de cultivo, y el hundimiento se volvió menos común hasta principios de la década de 2000. Eso cambió durante la sequía de 2007-09, a la que siguieron sequías graves de 2012 a 2016 y de 2020 a 2022, sequías que, según el estudio, se han reducido significativamente. empeorado por el calentamiento global.
Knight y Lees dijeron que una reducción en el suministro de agua de los canales durante las sequías, combinada con la priorización del agua para fines ambientales y cambios en la agricultura, contribuyeron a la disminución en las últimas dos décadas.
Compararon la cantidad total de hundimiento del valle desde 2006 con las mediciones realizadas entre 1944 y 1968 (parte de medio siglo en Polonia) y descubrieron que el período posterior a 2006 produjo la misma cantidad de hundimiento, pero durante un período de tiempo más corto.
“La historia se repitió”, dijo Lees. “Lo hicimos de nuevo y llegamos más rápido”.
Lees, investigador de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, trabajó en la investigación cuando era estudiante de doctorado en geofísica en Stanford.
Además de dañar las alcantarillas y otras infraestructuras, el hundimiento del terreno amenaza con afectar las vías fluviales del estado, dijeron los investigadores. tren de alta velocidady también empeora el riesgo de inundaciones a medida que cambia la topografía.
Los problemas de aguas subterráneas surgen cuando el volumen de agua extraída excede el volumen de recarga. Cuando las capas de arcilla de los embalses se secan y colapsan, la pérdida de espacio de almacenamiento de agua es en gran medida irreversible.
Según los investigadores, el exceso de descarga de agua profunda en el valle provocará más hundimientos. Estos acuíferos se encuentran a cientos de pies bajo tierra, debajo de acuíferos poco profundos y capas de arcilla, y contienen capas de arcilla que son particularmente susceptibles a la compactación durante la extracción de agua.
Se perforan muchos pozos de 1.000 pies o más para abastecer a las granjas, y estos pozos extraen agua de los acuíferos donde se produce la mayor parte del hundimiento.
Los trabajadores perforan un pozo en una granja cerca de Terra Bella, California, en 2021.
(Irrfan Khan / Los Ángeles Times)
Los investigadores dicen que para frenar o detener el hundimiento, es importante eliminar el sobreexplotación en los acuíferos profundos donde se comprimen las capas de arcilla. Dicen que esto se puede hacer reduciendo la extracción de agua de los acuíferos o recargándolos mediante canales naturales o pozos que permitan que el agua entre al suelo.
Knight y Lees escribieron que “tenemos que detener demasiadas inundaciones”, y que los esfuerzos deberían “dirigirse estratégicamente hacia las partes más profundas del sistema acuífero”.
Guiar el agua a los lugares correctos para llenar este espacio más profundo requiere un conocimiento detallado de las características geológicas del valle, incluidos los caminos naturales por los que el agua puede moverse rápidamente a través de arena, grava y roca permeable para llegar a los acuíferos. En partes del valle, estos canales pueden captar flujo cerca de la base de Sierra Nevada, donde la tierra se está hundiendo, y mover agua allí para frenar el hundimiento.
California cartografió recientemente grandes porciones de los acuíferos del valle para revelar redes de conexiones hidráulicas. Utilizando un helicóptero equipado con un sistema de imágenes electromagnéticas de penetración terrestre, los científicos escanearon hasta 1.000 pies bajo tierra para mapear áreas óptimas para la recarga de acuíferos, incluyendo canales dejados por ríos antiguos que se esconden bajo abanicos aluviales en el valle.
“Si continuamos bombeando desde el acuífero inferior, tendremos que llenarlo para que el agua de recarga llegue al acuífero inferior”, afirmó Knight. “Hay que detener el sobregiro en la parte de la inundación que causa el hundimiento, y esa es la parte más profunda”.
Como parte de los esfuerzos de California para detener la disminución de los niveles de agua subterránea, la administración del gobernador Gavin Newsom y las agencias de agua locales han propuesto una solución parcial. recarga controlada de acuíferos — proyectos para recargar aguas subterráneas, que implican una serie de métodos, como la construcción de infraestructura para capturar agua durante los períodos húmedos y transportarla a cuencas donde drena al suelo.
Otros métodos incluyen la perforación de pozos de inyección que bombean agua a acuíferos o intencionalmente inundando las tierras agrícolas en áreas donde puede fluir rápidamente bajo tierra.
Los científicos analizaron cuánta agua se necesitaría para llenar los acuíferos que causaron el problema del hundimiento y estimaron que se necesitarían en promedio unos 680.000 acres-pie por año, en comparación con la cantidad de agua que se necesitará. cuentas publicas ¿Cuánta agua hay disponible para recargar el agua subterránea en un año?
Desde un punto de vista práctico, dijo Lees, es imposible utilizar toda el agua para resolver el problema del hundimiento del terreno.
“Hay muchas otras prioridades muy importantes y existen desafíos logísticos para llevar esa agua a las partes comprimidas del sistema de agua”, dijo. “Tenemos que ser estratégicos con lo que hacemos con esas cosas. Donde el hundimiento está causando el mayor daño, deberíamos intentar llevarlo a los acuíferos comprimidos”.
El tramo del canal Friant-Kern dañado por el hundimiento será reparado en 2022.
(Brian van der Brugge/Los Angeles Times)
Centrarse en lugares donde el hundimiento causa problemas costosos, dijo Knight, significaría centrarse en áreas, como donde los deslizamientos de tierra dañan los acueductos o pozos de los que dependen las comunidades para obtener agua potable, o donde el cambio de tierra empeorará el riesgo de inundaciones.
“La investigación me hizo sentir optimista”, dijo Knight. “Creo que si se apunta estratégicamente a las áreas donde se quiere detener el hundimiento, se puede abordar”.
Los hallazgos se suman a un creciente cuerpo de investigación que utilizan los gobiernos locales mientras desarrollan planes estatales para la gestión de las aguas subterráneas.
Bajo California Ley de gestión sostenible de las aguas subterráneasAdoptado hace diez años, el hundimiento de la tierra es uno de varios efectos adversos que las autoridades locales deben tomar medidas para prevenir, junto con reducciones “significativas e irrazonables” en los niveles de agua subterránea y la degradación de la calidad del agua, entre otros.
Otro objetivo es evitar que más pozos domésticos se sequen a medida que bajan los niveles de agua. Según datos del gobierno, hay más de 5 mil pozos estan secos en la última década y los científicos advierten miles más pueden estar en riesgo si no se toman medidas más drásticas.
La última investigación ayudará a informar los esfuerzos de California para abordar el hundimiento y subraya la importancia de considerar los diferentes impactos del bombeo en acuíferos poco profundos y profundos, dijo Graham Fogg, profesor de hidrogeología en UC Davis que no participó en el estudio.
Fogg dijo que se necesita una mayor recarga de los acuíferos profundos y que se puede hacer de manera efectiva, pero debe hacerse en conjunto con un bombeo reducido.
“La recuperación ayudará a resolver gran parte del problema, tal vez no más de la mitad del problema”, dijo Fogg. “La otra mitad es tener que recortar, y esa es la parte dolorosa”.
Los investigadores predijeron que gran parte de la tierra irrigada del Valle Central necesitaría permanecer permanentemente seca para cumplir con las restricciones. Los expertos del Instituto de Políticas Públicas de California estiman que para 2040, la reducción de las extracciones de agua necesarias podría conducir a una reducción del riego. más de 900 mil hectáreas tierra cultivable
En el lado positivo, en los últimos años han surgido datos valiosos para guiar los esfuerzos de restauración, incluida información detallada sobre la arquitectura natural del sistema acuífero, dijo Fogg.
Durante las últimas dos décadas, la velocidad récord de hundimiento con perforación miles de nuevos pozos agrícolasy como partes de California tienen algunas de las descenso más rápido del nivel del agua subterránea en el mundo.
El agua se utiliza para regar diversos cultivos, incluidos frutos secos, frutas, tomates, algodón y cultivos forrajeros para suministrar leche y piensos a las granjas. Los ganaderos también construyeron grandes huertos. almendra y pistachos.
Fogg dijo que las últimas investigaciones son aleccionadoras porque muestran que California todavía está luchando con los efectos adversos del fracking.
“A estas alturas, no debería haber excusa para este tipo de descenso en los próximos 10 años”, afirmó Fogg.
