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À medida que o mundo aquece e as camadas de gelo derretem, o oceano sobe continuamente. A área metropolitana de Boston pode esperar ver um aumento do nível do mar entre 30 e 2 metros até 2100, de acordo com estimativas recentes. Para descobrir o que este aumento pode significar para o abastecimento de água doce, uma equipe de hidrogeólogos da Universidade de Massachusetts Amherst, liderada por David Boutt, professor de ciências da Terra, geográficas e climáticas, fez parceria com a Southeastern Massachusetts Pine Barrens Alliance (SEMPBA) e 13 outras organizações ambientais de base para desenvolver um novo modelo inovador que possa não só prever a intrusão de água salgada ao longo dos próximos 75 anos, mas também identificar as principais fontes de contaminação por sal hoje – sal rodoviário e desenvolvimento humano. A equipe divulgou os resultados de seu estudo no relatório recente, Avaliação de vulnerabilidade de intrusão em água salgada em Plymouth, MA.
“Há muitos anos, tenho trabalhado com cidadãos interessados no canto sudeste de Massachusetts”, diz Boutt, “e em 2021, a Pine Barrens Alliance, um grupo ambiental interessado em preservar o caráter ambiental único da área, me abordou com uma ideia para um projecto que ajude a avaliar a forma como as comunidades ao longo da costa se poderiam preparar melhor para as alterações climáticas.”
Boutt e seus colegas, incluindo Alexander Kirshen, recém-formado e assistente de pesquisa da UMass, os alunos de graduação Rachel King e Carly Lombardo, o estudante de pós-graduação Daniel Corkran e o pesquisador de pós-doutorado Brendan Moran, aproveitaram a oportunidade de aplicar sua pesquisa acadêmica a um problema urgente e real próximo. para casa.
Plymouth fica no topo de um aquífero de água doce – a única fonte de água da cidade. Como Plymouth se estende até a beira do oceano, é extremamente suscetível ao aumento do nível do mar. Para o estudo, Boutt, Kirshen e colegas espiaram no subsolo para ver o que estava acontecendo.
A água subterrânea, que flui abaixo da superfície da terra, e a água do oceano, que, da mesma forma, flui subterrâneamente, empurram-se uma contra a outra e atingem um estado de equilíbrio. Um poço cavado no lado da água doce fluirá com água doce, mas aquele que penetra no ponto de encontro salobro entre a água doce e a salgada ficará salgado. À medida que os oceanos sobem, a água salgada subterrânea avança para o interior, e os poços que forneceram água pura durante gerações podem subitamente tornar-se salgados.
Embora a teoria possa parecer suficientemente intuitiva, na verdade mapear, para não falar da previsão, os fluxos e interacções da água doce e salgada é uma tarefa extremamente complexa.
Para começar, a equipe construiu um banco de dados de salinidade que reuniu todos os dados disponíveis de poços de águas subterrâneas e superficiais, como lagoas e riachos, na área de Plymouth e mediu a salinidade. Isto deu-lhes uma compreensão básica das localizações atuais e das prováveis fontes de salinidade elevada da água.
Em seguida, Boutt e Kirshen adoptaram um modelo hidrogeológico existente do US Geological Survey, que se concentrava apenas na metade terrestre da equação hidrogeológica, estendendo o seu alcance a cinco quilómetros da costa. O modelo inclui lagoas, riachos, recarga terrestre – ou a taxa e quantidade de precipitação que penetra no aquífero – bem como os vários poços que extraem do aquífero e as águas residuais que são devolvidas ao aquífero através de reinfiltração ou sistemas sépticos.
Finalmente, conduziram uma série de modelos que levaram em consideração vários cenários em termos de precipitação futura, aumento do nível do mar, utilização das águas subterrâneas e alterações na água devolvida ao aquífero.
“Descobrimos que, no cenário de forte subida do nível do mar, a salinidade de áreas do aquífero aumentará até 17.000 miligramas por litro até 2100”, diz Kirshen, “e a zona de mistura entre o oceano e a água doce migrará para o interior em até 200 metros.” Embora algumas lagoas possam ver um aumento significativo na elevação da água, até 1,8 metros, a maioria das lagoas não veria a sua salinidade aumentar a partir desta fonte de salinização.
A equipa também aprendeu que a água devolvida ao aquífero pelos sistemas sépticos desempenha um papel importante na ajuda a limitar a intrusão de água salgada. “Cerca de 66% da água que é bombeada para fora do aquífero acaba retornando para ele”, diz Kirshen.
Talvez a maior surpresa seja que os níveis mais elevados de salinidade hoje não estão perto da costa, mas no interior, e especialmente em torno das estradas. “Isso me surpreendeu”, diz Boutt, “e parece que o sal rodoviário é uma das principais fontes de salinidade elevada hoje”.
“Ao fazer parceria com a UMass Amherst, sempre pensamos além dos limites municipais de Plymouth”, disse o vice-presidente da SEMPBA, Frank Mand. “Compartilhamos um aquífero e uma base geológica com mais de 30 comunidades em nossa ecorregião. Portanto, embora as notícias para Plymouth sejam boas, o mais importante é que agora temos uma base científica – e novos métodos para avaliar a suscetibilidade à intrusão de água salgada – que são transferível para essas outras comunidades e ajudará a informar o planejamento de Plymouth e de outras comunidades nos próximos anos.”
“Não buscávamos que a ciência nos ajudasse a recuperar dos nossos erros”, acrescenta Mand. “Estávamos procurando evitar problemas no futuro. Isso, por si só, era um objetivo digno.”
Para se preparar para o futuro, Boutt e Kirshen recomendam análises mais detalhadas da hidrogeografia da região, a criação de um sistema de alerta precoce para monitorar os locais mais vulneráveis à intrusão de água salgada, o desenvolvimento de novos poços em áreas que correm menor risco de contaminação por sal e reconsiderar práticas, como a salga das estradas no inverno, que são atualmente responsáveis pela maior parte da contaminação da água salgada na área.
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