Com que rapidez as águas subterrâneas se recarregam? A resposta é encontrada no subsolo

Você teria aprendido sobre o “ciclo da água” na escola primária – a jornada da água, desde a evaporação até a precipitação, até fluir em um riacho ou afundar no solo para se tornar água subterrânea.

Apesar de parecer simples, na verdade existem algumas grandes incógnitas no ciclo – especialmente no que diz respeito às águas subterrâneas.

Não sabemos, por exemplo, com que rapidez os aquíferos – camadas rochosas porosas saturadas de água – se recarregam. Ou quanta água realmente chega ao subsolo. E quanta chuva você precisa para reabastecer esses reservatórios subterrâneos?

Estas questões são cruciais porque dependemos muito das águas subterrâneas. É de longe a maior fonte mundial de água doce que podemos acessar. Há mais água no gelo polar, mas não podemos usá-la.

A nossa equipa de investigação tem explorado uma nova abordagem às águas subterrâneas: descer até onde a água está, utilizando cavernas, túneis e minas. Instalámos uma nova rede de sensores de águas subterrâneas em 14 locais no sudeste da Austrália – alguns a mais de 100 metros abaixo da superfície.

Isso já está nos fornecendo dados valiosos. Por exemplo, em antigas minas na cidade vitoriana de mineração de ouro de Walhalla, descobrimos que choveu mais do que esperávamos para iniciar a recarga.

Por que a recarga das águas subterrâneas é importante?

Em todo o mundo, estamos a utilizar águas subterrâneas muito mais rapidamente do que estas conseguem repor naturalmente. Os investigadores encontraram declínios rápidos no lençol freático de mais de 0,5 metros por ano em muitas regiões do mundo.

Esta é uma preocupação real para a Austrália, o continente habitado mais seco do mundo. Embora chova bastante no norte tropical, é mais difícil encontrar em outro lugar.

Em todo o continente, as águas subterrâneas representam 17% dos nossos recursos hídricos acessíveis. Mas é responsável por mais de 30% do nosso uso total de água.

As águas subterrâneas são um recurso essencial, estimando-se que contribuam com 6,8 mil milhões de dólares australianos para o PIB.

Na Bacia Murray Darling, a extracção de águas subterrâneas aumentou entre 2003 e 2016, atingindo em média 1,335 mil milhões de litros por ano.

As plantas e animais nativos em regiões áridas muitas vezes dependem inteiramente das águas subterrâneas que borbulham através das nascentes.

Perth dependia tanto das águas subterrâneas que está a esgotar o seu aquífero, forçando o governo a construir centrais de dessalinização. Mesmo agora, a Austrália Ocidental depende das águas subterrâneas para dois terços das suas necessidades de água.

É por isso que as taxas de recarga são importantes. Se usarmos as águas subterrâneas na mesma taxa de recarga ou menos, isso é uso sustentável. Mas se estivermos bombeando muito mais do que podemos reabastecer, isso será insustentável.

As águas subterrâneas são recarregadas pelas chuvas, que penetram no solo em camadas mais profundas, onde a evaporação não consegue alcançá-las. Também pode ser reabastecido em águas superficiais. Mas a recarga é difícil de medir com precisão.

Como podemos acompanhar melhor a recarga das águas subterrâneas?

Pesquisadores em Darwin realizaram recentemente a maior análise até o momento sobre a recarga de chuvas de longo prazo em toda a Austrália. Eles usaram 98 mil estimativas de taxas de recarga, usando dados de furos e algoritmos de aprendizado de máquina.

O resultado foi surpreendente. Eles estimaram que a taxa média de recarga no continente australiano era de apenas 44 milímetros por ano. Mas isso difere muito dependendo de onde você está. Em climas úmidos, como no Top End, o lençol freático aumentou 203 mm por ano. Mas em climas áridos, era de apenas 6 mm.

Para efeito de comparação, a precipitação anual típica em Sydney e Brisbane é de pouco mais de 1.000 mm por ano.

Este estudo representa um desafio à nossa compreensão da recarga das águas subterrâneas. As estimativas deste estudo são substancialmente inferiores às de estudos baseados em modelos contemporâneos de balanço hídrico, que reportam mais do dobro da quantidade de recarga para a Austrália.

Uma questão é que a pesquisa de Darwin não foi capaz de mostrar de onde veio a água subterrânea ou qual a idade da água. Você pode pensar que as águas subterrâneas se recarregam rapidamente, mas uma recarga rápida significa que leva anos. Uma recarga lenta pode levar milhares de anos.

Essa lacuna é uma preocupação. As nossas autoridades hídricas precisam dos dados mais precisos possíveis sobre as taxas anuais de recarga – e a idade da água.

Nossa rede de registradores hidrológicos está agora coletando dados subterrâneos em locais como a mina de ouro em Stawell, em Victoria, e as cavernas Naaracoorte, no sul da Austrália, famosas por fósseis, bem como minas e túneis em Nova Gales do Sul, Queensland e Tasmânia.

As cavernas naturais e as águas subterrâneas costumam ser bastante rasas. Queríamos obter dados mais profundos, por isso escolhemos as minas. Nossos locais profundos estão a mais de 100 metros de profundidade.

Nossos sensores podem detectar cada evento de recarga de água subterrânea fazendo algo muito simples: contar gotas do teto e compará-las com o que está acontecendo na superfície, para que possamos ver onde e quando a água subterrânea é recarregada.

No mês passado, apresentamos resultados iniciais, que apresentam grande variação.

Walhalla fica no sopé da Great Dividing Range, nos arredores de Melbourne. É relativamente chuvoso, com mais de 1.200 mm por ano.

Nossos sensores nos mostraram que o lençol freático aqui foi recarregado 15 vezes diferentes ao longo dos 18 meses até março de 2024.

Apesar da elevada precipitação anual, foram necessários mais de 40 mm de precipitação durante dois dias para superar as condições de verão seco e iniciar a recarga.

Em contraste, a mina de ouro de Stawell está situada num clima árido, cerca de 200 quilómetros a oeste de Melbourne, com menos de 500 mm de chuva anualmente. Mesmo a 100 metros de profundidade, podíamos ver a água das chuvas movendo-se por pequenos caminhos na rocha. Mas, ao contrário de Walhalla, não pudemos ver os efeitos de tempestades individuais. Quando a água atingiu essa profundidade, todos os pulsos foram suavizados.

Esperamos que os nossos dados sejam úteis para os investigadores das águas subterrâneas e para as autoridades hídricas, e que expandam o nosso conhecimento sobre um recurso sobre o qual pouco pensamos, mas que é muito importante para a forma como vivemos.

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