El agua subterránea es la “conexión oculta” entre el continente y el océano

This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.

La importancia del agua subterránea dulce para los ecosistemas costeros es revelada utilizando el primer modelo numérico a escala global.

Los estanques de peces hawaianos, como el del Parque Histórico Nacional Kaloko-Honokōhau, Hawaii, son especialmente sensibles a los cambios en la descarga de agua subterránea. Tienen conexiones subterráneas tanto a las aguas subterráneas como al océano. Crédito:  Serrvicio de Parques Nacionales

Por Richard J. Sima  |  28 de abril  de 2020

Si estás buscando una conexión acuática entre el continente y el océano puedes comenzar mirando debajo de tus pies.

“Las personas piensan en los ríos, lo cual es natural” mencionó  Nils Moosdorf, profesor de hidrogeología en la universidad de Kiel, en Alemania. “Pero el agua subterránea tiene una conexión invisible que normalmente no se considera o no se tiene en cuenta.”

El propio Moosdorf no estaba enterado de esta conexión hasta 2012, cuando, como estudiante de posgrado investigando el transporte fluvial, asistió a una charla científica acerca de cómo, de la Isla mayor de Hawái, sale 10 veces más agua subterránea que agua de río. “Eso me abrió los ojos porque nunca había escuchado que las aguas subterráneas fueran directamente al océano”, dijo Moosdorf. “Y pensé, ‘Espera, eso debe ser interesante,’ y luego comencé a involucrarme en eso.”

Comprender la contribución del agua subterránea a los océanos es importante porque las aguas subterráneas dulces son ricas en nutrientes y solutos como el carbón, el hierro, la sílice y el nitrógeno que afectan a los ecosistemas costeros

En un artículo publicado recientemente en Nature Communications, los investigadores desarrollaron el primer modelo numérico global del flujo de agua subterránea dulce hacia los océanos. El flujo fue “supervariable”, dijo Elco Luijendijk, geólogo de la universidad Georg August en Göttingen, Alemania, y autor principal del estudio. Del flujo total de agua subterránea en todo el mundo, “cerca del 10% de las zonas costeras ocupan el 90% de la cantidad total de agua.”

Este porcentaje significa que, a escala mundial, la descarga de aguas subterráneas en zonas costeras representa alrededor del 1% del agua dulce que fluye hacia el océano. Pero en algunos lugares, incluyendo ecosistemas costeros sensibles como estuarios, marismas y arrecifes de coral, los flujos de agua subterránea son mayores y más importantes y podrían potencialmente imponer riesgos de contaminación y eutrofización en estos sistemas.

“Hemos estado avanzado lentamente hacia la integración de los estudios de descarga submarina de agua subterránea a una hidrología física más tradicional”, dijo Alanna Lecher, biogeoquímica de la universidad de Lynn en Florida, quien no participó en este estudio. “Creo que este artículo fue el primero en hacerlo realmente bien a gran escala.”

Construyendo un mapa global de descarga de aguas subterráneas

Tradicionalmente, los investigadores estudian la descarga de agua subterránea en estudios de campo locales usando isótopos trazadores como el radón y el radio. Usando estos trazadores se captura el promedio total de la descarga de agua subterránea, la cual incluye agua salada y agua dulce, dijo Lecher.

Estas mediciones de campo son locales y probablemente sobreestiman la cantidad de agua subterránea que se descarga en el océano. “A menudo se encuentran lugares donde hay un alto flujo y de alguna manera se extrapola para otras áreas, o incluso se hacen afirmaciones con base en ellas sobre todo el planeta”, dijo Luijendijk.

Hasta ahora no se había hecho un modelo que examinara una visión global de la descarga de agua subterránea porque “incluso hoy en día, todavía es un desafío modelar estos procesos bastante simples”, dijo Luijendijk. Los investigadores realizaron modelos bidimensionales de secciones transversales de las zonas costeras y variaron diferentes parámetros hidrogeológicos, como el gradiente topográfico, la permeabilidad del acuífero y la tasa de acumulación de agua subterránea.

Una de las partes más importantes del estudio es la revelación de factores limitantes de la descarga de agua subterránea al océano, dijo Lecher. “Debemos tener en cuenta las características físicas del acuífero costero. No podemos confiar solamente en estudios de trazas.”

La permeabilidad del acuífero fue el factor dominante para el flujo de agua subterránea, dijo Moosdorf, el autor principal del estudio. “Si usted imagina una esponja en la mesa de su cocina y le pone agua encima, el agua saldrá por debajo.”

Los investigadores combinaron sus modelos numéricos con análisis de conjuntos de datos globales existentes para producir un mapa de alta resolución de la descarga de agua subterránea dulce de las zonas costeras de todo el mundo, el cual reveló cuencas hidrográficas en zonas costeras de “alta importancia” donde el flujo de agua subterránea dulce es alto y probablemente importante. “Nunca ha habido, en esa resolución, mapas globales de descarga de agua subterránea,” dijo Moosdorf. “Así que ahora podemos ver dónde esto es probablemente relevante.”

Una “Bomba de tiempo” debajo de la superficie

El agua subterránea dulce es un recurso natural importante para la sociedad humana y es usada para beber, lavar, la agricultura y la pesca, dijo Moosdorf.

Para las personas que dependen del agua subterránea dulce, su poder se evidencia en el lenguaje que usan. “Tienen palabras para ello. Y siempre pienso que cuando se tiene una palabra para algo en un idioma, significa que aquello es relevante porque de otra manera, no se habría creado una palabra especial.” En Fiji, por ejemplo, la palabra “Tuvu” se refiere a un manantial submarino de agua dulce encontrado en una playa. En Australia, los pescadores vigilan de cerca sus lugares de pesca favoritos alrededor de los manantiales submarinos que llaman “Wonky Holes”.

Sin embargo, el agua subterránea también puede ser una fuente oculta de contaminación y potencial eutrofización para los sistemas costeros. “Si comenzamos a contaminar demasiado el agua subterránea, el ecosistema costero podría entrar en problemas”, dijo Moosdorf. “Muchas personas no ven la conexión entre la tierra y el océano si no hay un río de por medio.

El agua subterránea también puede ser una fuente oculta de contaminación y potencial eutrofización para los sistemas costeros… “Es potencialmente una pequeña bomba de tiempo.”

El agua subterránea se mueve muy lentamente, desde decenas de metros por año hasta un simple centímetro. “Esto realmente no se controla en ninguna parte”, dijo Luijendijk. “Es potencialmente una pequeña bomba de tiempo”, agregó.

Sin embargo, advirtió Lecher, “el uso del término eutrofización es casi alarmista porque esto supone grandes impactos ambientales como la muerte de organismos, mientras que en este caso sólo es un mayor impacto en el medio ambiente causado por la descarga submarina de aguas subterráneas”.

Existen factores atenuantes que podrían reducir el riesgo incluso si los ecosistemas costeros reciben nutrientes del agua subterránea dulce. Si el cuerpo de agua es más grande, por ejemplo, los nutrientes podrían diluirse.

Dicho esto, “este estudio muestra el camino que los contaminantes o nutrientes pueden seguir hacia el océano a través de la descargar de agua subterránea dulce”, agregó Lecher.

Conectando campos para estudiar la conexión del agua subterránea

El modelo global aún se puede mejorar, dijo Luijendijk. “Definitivamente necesitamos más estudios y queremos lograr una mejora a escala local. Con estos modelos globales, uno siempre se equivoca en algún lugar.”

Para mejorar la comprensión en este campo, es esencial establecer mejores conexiones entre las diferentes comunidades. “Hay una desconexión entre el trabajo de campo y el modelamiento global”, dijo Moosdorf. También hay desconexiones entre hidrogeólogos preocupados principalmente por lo que sucede en tierra y biólogos marinos que podrían no saber que el agua subterránea ingresa al mar. “Creo que conectar esos dos, es un paso importante”, dijo. “Esto no es tan difícil de ver.”

“Este es un gran paso en la ciencia de la descarga submarina de aguas subterráneas. La ciencia debería ser cohesiva, debería funcionar en conjunto”

Pero este estudio ya está lográndolo. “Este es un gran paso en la ciencia de la descarga submarina de aguas subterráneas. La ciencia debería ser cohesiva, debería funcionar en conjunto”, dijo Lecher.

—Richard J. Sima (@richardsima), escritor de ciencia.

Cita: Sima, R. J. (2020), Groundwater is the “hidden connection” between land and sea, Eos, 101, https://doi.org/10.1029/2020EO142742. Published on 28 April 2020.

This translation was made possible by a partnership with Planeteando. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando. Traducción de Fernanda Triviño @Fertrivio1 del grupo de Geolatinas, editado por Alejandra Ramírez de los Santos.

Imagen de portada de Christian Joudrey tomada de Unsplash

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