As águas subterrâneas desempenham um papel invisível na sustentação dos lagos

Quase 90% dos lagos da América do Norte estão localizados no Canadá. É por isso que eles constituem uma parte tão enorme da nossa paisagem. Entre suas muitas funções vitais, os lagos são essenciais para a biodiversidade do nosso território e constituem oásis indispensáveis ​​para descanso e relaxamento.

No contexto atual, onde o clima está mudando e os humanos estão pressionando o meio ambiente de várias maneiras, os lagos desempenham um papel essencial como “sentinelas da mudança”. Como eles reagem mais rapidamente às mudanças ambientais do que os ambientes que os cercam, os lagos podem servir como indicadores ou até mesmo sistemas de alerta precoce.

Os lagos canadenses estão ameaçados em muitas frentes. As ameaças variam de eutrofização e poluição a bombeamento excessivo dos aquíferos que os alimentam, para citar apenas algumas.

Devido aos efeitos potencialmente devastadores dessas pressões, a maneira como os lagos reagem a essas tensões e, em particular, o papel que as águas subterrâneas desempenham na mediação desses processos, tem se tornado cada vez mais objeto de pesquisas multidisciplinares.

Como professor e aluno de doutorado no Departamento de Ciências da Terra e Atmosféricas da Université du Québec à Montréal (UQAM), estamos particularmente interessados ​​em estudar o papel das águas subterrâneas na manutenção de ecossistemas aquáticos, especialmente lagos e pântanos.

Para isso, nossa pesquisa se baseia em dados de locais de monitoramento experimental de longo prazo e no desenvolvimento de modelos que descrevem como esses ambientes funcionam sob condições climáticas atuais e futuras.

Balanço hídrico em lagos

Além dos componentes mais óbvios do balanço hídrico do lago, definidos por entradas (ou seja, precipitação, fluxos de afluentes e escoamento) e saídas (principalmente evaporação e saídas na saída), as águas subterrâneas podem desempenhar um papel importante no fornecimento de água relativamente estável aos lagos.

A maioria dos lagos está intimamente ligada ao que é conhecido como aquíferos, ou seja, formações geológicas nas quais circulam águas subterrâneas. Dependendo das propriedades hidrogeológicas dos aquíferos e do contexto climático em que estão localizados, as conexões entre lagos e águas subterrâneas podem variar no tempo e no espaço.

Por isso, é particularmente importante estudar os aquíferos que cercam os lagos para poder quantificar suas trocas. Como os pesquisadores não necessariamente têm acesso a essas redes subterrâneas, eles desenvolveram inúmeras técnicas para fazer isso.

Como você mede as águas subterrâneas em lagos?

À primeira vista, pode parecer impossível medir a contribuição das águas subterrâneas para um lago. Como você pode dizer a diferença entre água de chuva recente e água que esteve em um aquífero? Técnicas para estimar os fluxos de águas subterrâneas trocados entre lagos e aquíferos são globais, diretas ou indiretas.

Uma abordagem global que é relativamente fácil de implementar para quantificar a contribuição da água subterrânea para um lago consiste, por exemplo, em estimar todos os outros termos no balanço hídrico. No entanto, esse método pode resultar em imprecisões bastante significativas, ou seja, a incerteza em todos os termos do balanço hídrico se propaga para a incerteza da estimativa do fluxo de água subterrânea.

Medições diretas podem ser feitas usando os chamados medidores de infiltração, que consistem em reservatórios posicionados sobre os sedimentos no fundo de um lago que gradualmente se enchem com água subterrânea (ou são esvaziados no caso de lagos que perdem água para o aquífero circundante).

Os volumes de água subterrânea são medidos e dimensionados para estimar a contribuição do aquífero para o lago como um todo. Dependendo do contexto geológico e climático, medições diretas mostraram que a água subterrânea pode fazer uma contribuição significativa para o balanço hídrico de certos lagos.

O uso de traçadores indiretos é baseado nas propriedades físico-químicas da água. Por exemplo, quando a água subterrânea flui através de um aquífero, ela pode ser contaminada com radônio, um gás nobre produzido pela degradação do urânio naturalmente presente na rocha. A presença de radônio é frequentemente usada para estimar a contribuição da água subterrânea para lagos.

Similarmente, quando a água subterrânea circula em um aquífero, ela tem uma temperatura relativamente constante próxima à temperatura média do ar. A água em áreas onde o aquífero alimenta o lago pode, portanto, ser mais fria no verão ou mais quente no inverno do que a água em outras partes do lago.

Medidores de infiltração e estimativas indiretas de fluxos de águas subterrâneas que chegam ao lago são baseados em medições pontuais que não são necessariamente representativas de trocas no lago como um todo. Por essa razão, várias técnicas são frequentemente implementadas em conjunto para melhor restringir as medições.

Mudanças climáticas e hidrologia dos lagos

Graças ao poder agora disseminado dos computadores, modelos numéricos estão sendo cada vez mais usados ​​para suplementar medições feitas em campo. Simulações realizadas com esses modelos podem prever as interações entre águas subterrâneas e águas de lagos sob condições climáticas futuras.

Pesquisas recentes no sul de Québec mostraram que mudanças futuras na temperatura e precipitação introduzirão incerteza significativa na recarga de águas subterrâneas. Como resultado, lagos que dependem dessa recarga podem ver seus níveis de água caírem, um problema potencialmente exacerbado por outras pressões, como o aumento da evaporação (devido a temperaturas mais altas) e o bombeamento de água potável para atender às crescentes necessidades da população.

Várias propostas foram apresentadas para ajudar o Canadá a lidar com o impacto generalizado das mudanças climáticas nos recursos hídricos. As decisões políticas devem ser baseadas em pesquisa, e a recente caracterização dos recursos de água subterrânea em Québec é um primeiro passo importante na direção certa.

O progresso recente na compreensão de como os sistemas de águas subterrâneas respondem às mudanças climáticas, uma das áreas de interesse do nosso grupo de pesquisa na Université du Québec à Montréal, ajudará a orientar melhor as estratégias de gestão integrada para a proteção dos recursos hídricos do Canadá.

Este artigo foi republicado do The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.