Investigadores de la Universidad de Princeton y la Universidad de Arizona han creado una simulación que cartografia el agua subterránea a escala continental.
por la Universidad de Princeton
Fruto de tres años de trabajo estudiando el agua subterránea de costa a costa, los hallazgos trazan el camino invisible que sigue cada gota de lluvia o copo de nieve derretido antes de volver a emerger en corrientes de agua dulce, siguiendo el agua desde la superficie terrestre hasta profundidades muy inferiores y de regreso a la superficie, emergiendo hasta 160 kilómetros de distancia, después de pasar entre 10 y 100.000 años bajo tierra.
La simulación, publicada en la revista Nature Water , muestra que las precipitaciones y el deshielo fluyen a mucha más profundidad de lo que se creía anteriormente y que más de la mitad del agua de los arroyos y ríos proviene de acuíferos que antes se creía que eran tan profundos que estaban aislados de los arroyos. Estos hallazgos inesperados tienen importantes implicaciones para el seguimiento de la contaminación y la predicción de los efectos del cambio climático en las aguas subterráneas , que suministran la mitad de toda el agua potable de los Estados Unidos.
La simulación, que abarca el territorio continental de Estados Unidos y partes de Canadá y México, rastrea el flujo de agua subterránea y mide las grandes distancias y profundidades que recorre antes de descargarse en arroyos a lo largo de más de 3 millones de millas cuadradas (7,85 millones de kilómetros cuadrados). Los investigadores lograron esto con una simulación hidrológica de alta resolución que les permitió rastrear el agua que se mueve a través de sistemas subterráneos.
El equipo de investigación incluyó a Reed Maxwell, profesor de Ingeniería y Ciencias Aplicadas William y Edna Macaleer de Princeton y profesor del Instituto Ambiental High Meadows de Princeton; Chen Yang, ex investigador asociado de Princeton (ahora en la Universidad Sun Yat-sen en China); y la profesora Laura Condon de la Universidad de Arizona.
Descubrieron que el agua subterránea puede viajar bajo tierra durante cientos de kilómetros antes de emerger en forma de corriente fluvial. En el Medio Oeste, el agua subterránea fluye a grandes distancias, especialmente donde las montañas se encuentran con las llanuras. Un flujo de agua subterránea a lo largo de la base de las Montañas Rocosas se extendió 148 millas (238 kilómetros). El estudio también reveló las vastas redes de conexión de las aguas subterráneas: casi el 90% de las cuencas hidrográficas de Estados Unidos toman agua de una vecina y la pasan a otra.
Los resultados tienen implicaciones asombrosas. Aunque no se pueden ver, las aguas subterráneas constituyen el 99% del agua dulce no congelada del mundo y proporcionan agua potable a 145 millones de estadounidenses. También son esenciales para nuestro suministro de alimentos , ya que riegan el 60% de la agricultura en todo el mundo. Pero las aguas subterráneas se están agotando a un ritmo alarmante y desde hace mucho tiempo es difícil modelarlas. Los nuevos análisis retrospectivos y las simulaciones predictivas de este estudio brindan oportunidades para rastrear este recurso vital y comprender los impactos de largo alcance de las fugas de pozos de petróleo y gas.
«Las interconexiones entre las cuencas hidrográficas no sólo son importantes para el caudal de los ríos», afirmó Maxwell. «Esto también nos indica cuánto tiempo persistirá la contaminación en las aguas subterráneas. Los contaminantes generalizados, como el nitrato y los PFAS, pueden realizar estos largos viajes hasta el río, lo que hace que sean más difíciles de controlar y que su vida útil sea aún más prolongada».
El segundo descubrimiento importante es que las aguas subterráneas de acuíferos muy profundos contribuyen significativamente al caudal de los ríos. El equipo de Maxwell descubrió que las aguas subterráneas profundas de acuíferos situados entre 10 y 100 metros por debajo de la superficie contribuían con más de la mitad del caudal base en el 56% de las subcuencas. Las mayores profundidades se dieron en regiones con los gradientes topográficos más pronunciados, como las cordilleras Rocosas y Apalaches.
Más información: Chen Yang et al., Desentrañando las conexiones entre aguas subterráneas y corrientes en los Estados Unidos continentales, Nature Water (2025). DOI: 10.1038/s44221-024-00366-8
