Durante la última glaciación, las tormentas azotaron el ahora árido suroeste de Estados Unidos, mientras que el actual lluvioso noroeste del Pacífico permaneció relativamente seco. A medida que las temperaturas globales subían y las capas de hielo se retiraban, esas tormentas se desplazaron hacia el norte, transformando los patrones climáticos que definen ambas regiones en la actualidad.
por el Instituto Oceanográfico Woods Hole
Una investigación publicada en Science Advances revela que los niveles de agua subterránea respondieron de manera diferente en ambas regiones durante este drástico cambio. Mientras que el noroeste del Pacífico experimentó pocos cambios en la profundidad del nivel freático a pesar del aumento de las precipitaciones, el suroeste experimentó una pérdida significativa de agua subterránea.
Los hallazgos sugieren que los acuíferos del suroeste, fundamentales para millones de personas, podrían ser más vulnerables a futuros cambios climáticos.
«En promedio, los modelos climáticos sugieren que el suroeste de Estados Unidos podría volverse más seco, mientras que el noroeste del Pacífico podría volverse más húmedo para finales de siglo», dijo Alan Seltzer, científico asociado del Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI) y autor principal del estudio.
Seltzer y sus coautores, incluidos siete científicos afiliados al WHOI, construyeron nuevos registros de los niveles de agua subterránea de la Última Terminación Glacial , un período de calentamiento, pérdida de la capa de hielo y gran cambio ambiental que ocurrió entre 20.000 y 11.000 años atrás.
«La última edad de hielo nos brinda una ventana para explorar la dinámica de las aguas subterráneas que podría ser muy relevante para el cambio futuro», dijo Seltzer.
El agua subterránea es la mayor fuente de agua dulce utilizable de la Tierra, y suministra hasta la mitad del agua que las personas utilizan para consumo humano, agricultura e industria. Sin embargo, con millones de pozos en riesgo de secarse debido al cambio climático, comprender cómo responde el agua subterránea a los cambios climáticos a largo plazo es crucial para la planificación futura.
Los registros modernos de aguas subterráneas se limitan a los últimos siglos y se ven complicados por la actividad humana. Para examinar las tendencias a largo plazo, el equipo de investigación analizó aguas subterráneas fósiles de 17 pozos en Washington e Idaho, con una antigüedad de hasta 20.000 años.
Utilizando un nuevo método desarrollado por Seltzer, midieron los isótopos de xenón y criptón ( gases nobles sensibles a la separación gravitacional) para calcular las profundidades pasadas del nivel freático.
El análisis del equipo mostró que los niveles freáticos del noroeste del Pacífico se mantuvieron notablemente estables desde la Última Edad de Hielo hasta principios del Holoceno, a pesar del aumento de las precipitaciones. Combinaron los resultados con trabajos previos dirigidos por Seltzer , que hallaron que los niveles freáticos en el sur de California descendieron drásticamente como consecuencia de la pérdida de precipitaciones durante la desglaciación.
«Retroceder en el tiempo a cambios de gran amplitud nos ayuda a comprender el comportamiento de un sistema, como el agua subterránea, que puede resultarnos difícil capturar con registros modernos cortos», dijo Seltzer.
Para validar estos hallazgos, los investigadores compararon los datos antiguos de aguas subterráneas con simulaciones de un modelo del sistema terrestre que incluye procesos de aguas subterráneas a gran escala.
«El modelo arrojó casi exactamente la misma respuesta que las mediciones de isótopos», afirmó Seltzer. «Este fue un resultado emocionante que sugiere que incluso modelos de aguas subterráneas relativamente simples pueden capturar dinámicas clave».
El estudio no sólo subraya la vulnerabilidad de los acuíferos del suroeste, sino que también demuestra cómo la combinación de datos paleoclimáticos con modelos modernos puede mejorar la planificación futura de los recursos hídricos en todo el mundo.
«Si bien este estudio se centró en el oeste de América del Norte, al utilizar estas simulaciones de modelos combinadas con los nuevos conocimientos obtenidos a partir de los antiguos registros de profundidad del nivel freático, pudimos trazar un mapa de áreas de preocupación a nivel mundial», afirmó el coautor Kris Karnauskas, profesor asociado de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas en CU Boulder.
«Al ir más allá de las precipitaciones, estos resultados deberían ayudar a orientar los esfuerzos de investigación y adaptación hacia regiones con mayor inseguridad hídrica en el futuro».
Un estudio asociado sobre aguas subterráneas fósiles, dirigido por el laboratorio de Seltzer en colaboración con la Universidad de Manchester, se centró en los conocimientos geológicos de las aguas subterráneas antiguas en el noroeste del Pacífico.
Publicado en la revista Nature Geoscience , el estudio analiza el agua subterránea de 17 pozos en el acuífero de la cuenca Palouse, que se extiende a lo largo de la frontera entre Washington e Idaho, y utiliza una nueva técnica analítica iniciada en el WHOI para identificar la entrada de gas volcánico al acuífero a pesar de la falta de actividad volcánica o tectónica moderna en la región.
Estos hallazgos podrían dar a los científicos una mejor idea de los procesos geológicos y químicos que tienen lugar en las profundidades de la Tierra, indicando que los flujos difusos de gas del manto superficial pueden ocurrir ampliamente en regiones volcánicamente inactivas.
Más información: Alan M. Seltzer et al., Respuestas de acuíferos pasados al clima registradas por aguas subterráneas fósiles, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adu7812
