science >> Wetenschap >  >> Natuur

Boeren halen grondwater sneller uit de gigantische Ogallala Aquifer dan de natuur het vervangt

Graancirkels in Finney County, Kansas, duiden geïrrigeerde percelen aan met water uit de Ogallala Aquifer. Krediet:NASA

Elke zomer drogen de US Central Plains op, boeren ertoe brengen grondwater aan te boren om sorghum te irrigeren, soja, katoen, tarwe en maïs en houden grote kuddes runderen en varkens. Naarmate de hitte stijgt, angstige irrigators komen samen om te bespreken of en hoe ze strengere instandhoudingsmaatregelen moeten nemen.

Ze weten dat als ze niet sparen, de Ogallala-watervoerende laag, de bron van hun welvaart, zal droogvallen. de Ogallala, ook bekend als de High Plains Aquifer, is een van de grootste ondergrondse zoetwaterbronnen ter wereld. Het ligt ten grondslag aan naar schatting 174, 000 vierkante mijl van de Central Plains en bevat evenveel water als Lake Huron. Het bevloeit delen van acht staten, uit Wyoming, South Dakota en Nebraska in het noorden tot Colorado, Kansas, Oklahoma, New Mexico en Texas in het zuiden.

Maar de huidige droogte die de regio teistert, is ongewoon sterk en hardnekkig, boeren ertoe aanzetten meer op de watervoerende laag te vertrouwen en het debat over de toekomst ervan aanscherpen. Een actuele beoordeling door de U.S. Drought Monitor, gepubliceerd door de Universiteit van Nebraska-Lincoln, het Amerikaanse ministerie van landbouw en de National Oceanic and Atmospheric Administration, toont grote delen van de zuidelijke vlaktes die te maken hebben met droogte, variërend van "ernstig" tot "uitzonderlijk".

Deze zorgwekkende vooruitzichten vormen de dramatische achtergrond voor "Ogallala:Water for a Dry Land, "nu in zijn derde editie. Daarin, mijn collega-historici John Opie en Kenna Lang Archer en ik plaatsten de huidige debatten over de Ogallala Aquifer in de context van het al even tegenstrijdige verleden van de regio.

De bron aftappen

In de jaren 1880, boeren in de regio beweerden dat er een gestage beweging van water onder hun voeten was, die ze 'onderstroom' noemden, " uit het oosten van de Rockies. Geoloog F.N. Darton van de U.S. Geological Survey heeft de eerste contouren van de watervoerende laag nabij Ogallala gevonden, Nebraska. Zijn ontdekking voedde de ambities van boeren en irrigatiepromotoren. Een booster, William E. Smythe, bezocht Tuinstad, Kansas, en juichte de geïrrigeerde toekomst toe. Ondergronds water pompen, hij vertelde zijn publiek, zou bouwen "kleine huizen van aangename architectuur. We zullen ze omringen met mooie gazons en omzoomen met bomen en heggen ... in een nieuw Kansas gewijd aan industriële onafhankelijkheid."

Die landelijke visie duurde tientallen jaren om te realiseren. Windmolens konden maar zoveel water pompen, waardoor de hoeveelheid land die boeren in productie konden nemen, werd beperkt. En de zand- en grindsamenstelling van de Ogallala vertraagde de neerwaartse stroom van oppervlaktewater om het opnieuw te vullen, zelfs in natte seizoenen.

Dit deed er niet toe totdat boeren betere boortechnologie gingen toepassen, gas-aangedreven waterpompen en high-tech irrigatiesystemen na de Tweede Wereldoorlog. Deze vooruitgang maakte van de Central Plains de graanschuur en vleesmarkt van de wereld, jaarlijks 20 miljard dollar aan voedingsmiddelen genereren.

Naarmate er meer pompen in de watervoerende laag werden geboord om de stroom op te vangen, sommigen begonnen droog te komen, wat leidde tot meer boren en pompen. Tussen het einde van de 19e eeuw en 2005, de U.S. Geological Survey schat dat irrigatie de watervoerende laag met 253 miljoen acre-voet heeft uitgeput - ongeveer 9 procent van het totale volume. En het tempo gaat omhoog. Federale gegevens analyseren, De Denver Post ontdekte dat de watervoerende laag tussen 2011 en 2017 twee keer zo snel kromp als in de afgelopen 60 jaar.

De huidige droogte maakt deze ellende alleen maar groter. De hydroloog Jay Famiglietti van de University of California-Irvine heeft de regio Ogallala en Central Valley in Californië geïdentificeerd als de twee meest oververhitte en waterarme gebieden in de Verenigde Staten.

Vertrouwen op technologische oplossingen

Dit is niet de eerste keer dat mensen ecosystemen op de Central Plains tot het breekpunt hebben gedreven. Vanaf het einde van de 19e eeuw, kolonisten ploegden inheemse grassen om die de bodem beschermden. Toen in de jaren dertig een reeks intense droogtes toesloeg, uitgedroogde bovengrond werd klaargemaakt om te eroderen in de beruchte Dust Bowl. Huilende stormen die algemeen bekend staan ​​als "zwarte sneeuwstormen" verdreven de zon, blootliggende grond wegblazen en een groot deel van de menselijke bevolking verdrijven.

Ogallala Aquifer waterpeil verandert van pre-ontwikkeling (ongeveer 1950) tot 2015. Credit:USGS

Boeren die de Tweede Wereldoorlog volhielden, stelden hun hoop op hoogtechnologische oplossingen, zoals krachtige pompen en centrale spil irrigatiesystemen. Deze innovaties, samen met lopende experimenten om de meest winstgevende soort gewassen te bepalen om te verbouwen en dieren om te fokken, diepgaande veranderde wereldwijde voedselsystemen en het leven en levensonderhoud van de boeren in Plains.

Tegenwoordig ondersteunen sommige voorstanders een soortgelijke oplossing voor de waterbehoeften van boeren:het zogenaamde Great Canal of Kansas, die enorme hoeveelheden water uit de Missouri-rivier in het oosten over 360 mijl ten westen naar de meest dorre provincies van Kansas zou pompen. Echter, dit project zou tot $ 20 miljard kunnen kosten om te bouwen en jaarlijkse energie-uitgaven van $ 500 miljoen vereisen. Het is onwaarschijnlijk dat het gebouwd zal worden, en zou een pleisteroplossing zijn als dat zo was.

Het einde van irrigatie?

Volgens mij, Boeren in de vlaktes kunnen het zich niet veroorloven om land- en watervoorraden buiten hun grenzen te blijven duwen, vooral in het licht van de cumulatieve impact van klimaatverandering op de centrale vlaktes. Bijvoorbeeld, een recente studie stelt dat als droogte het land verziekt, gebrek aan vocht in de bodem zorgt eigenlijk voor pieken in de temperatuur. En als de lucht opwarmt, het droogt de grond verder uit.

Deze vicieuze cirkel zal de uitputting versnellen. En als de Ogallala leeg is, het kan 6 duren, 000 jaar om op natuurlijke wijze op te laden. In de woorden van Brent Rogers, een directeur van Kansas Groundwater Management District 4, er zijn "te veel rietjes in een te kleine beker."

Sommige vooruitziende boeren reageren op deze in elkaar grijpende uitdagingen. Zelfs als ze efficiëntie in irrigatie nastreven, velen verschuiven van waterintensieve gewassen zoals katoen naar tarwe. Nog anderen, met name in het westen van Texas, keren terug naar niet-geïrrigeerde drooglandbouw - een erkenning van de grimmige beperkingen van irrigatie-afhankelijkheid. Boeren die andere watervoerende lagen in Latijns-Amerika uitputten, Oost-Europa, het Midden-Oosten en Azië zouden voor vergelijkbare keuzes kunnen komen te staan.

Of deze initiatieven wijdverbreid zullen worden, of de landbouw op de Central Plains kan ondersteunen, is een open vraag. Maar zouden boeren en veeboeren in plaats daarvan de Ogallala Aquifer moeten leegpompen om snel winst te maken, de regio zal misschien nooit herstellen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.