Isotopische ‘vingerafdrukken’ in grondwater hebben onthuld hoe een grote watervoerende laag in de VS zich gedurende duizenden jaren langzaam weer vulde na een periode van extreme droogte.

De bevindingen kunnen wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe grondwatersystemen reageren op klimaatverandering en hoe ze in een warmere toekomst kunnen worden beheerd.

De Ogallala Aquifer, die zich uitstrekt over acht Amerikaanse staten van South Dakota tot Texas, is een van 's werelds grootste zoetwateraquifers. Het levert water voor drinkwater, irrigatie en industrie voor miljoenen mensen.

Maar de watervoerende laag staat onder toenemende druk als gevolg van klimaatverandering en overpompen. De afgelopen decennia zijn de waterstanden in de watervoerende laag gestaag gedaald, wat aanleiding geeft tot zorgen over de duurzaamheid ervan op de lange termijn.

Om beter te begrijpen hoe de watervoerende laag zou kunnen reageren op toekomstige veranderingen in klimaat en watergebruik, hebben wetenschappers van de Universiteit van Texas in Austin en de Universiteit van Arizona isotopen gebruikt om de geschiedenis van het aanvullen van grondwater in de Ogallala te bestuderen.

Ze verzamelden watermonsters uit putten in de watervoerende laag en analyseerden de niveaus van verschillende isotopen van waterstof en zuurstof in het water. Met deze isotopen kan de ouderdom van het grondwater en de herkomst van het water worden bepaald.

De wetenschappers ontdekten dat de watervoerende laag zich gedurende duizenden jaren langzaam weer vulde na een periode van extreme droogte ongeveer 400.000 jaar geleden. Gedurende deze tijd was het klimaat in de regio veel droger dan nu, en de watervoerende laag was grotendeels leeg.

Maar na verloop van tijd begon het klimaat te veranderen en viel er meer regen. Dit water drong langzaam de grond in en vulde de watervoerende laag opnieuw.

De wetenschappers ontdekten ook dat de oplaadsnelheid in de loop van de tijd varieerde. Tijdens periodes van nattere klimaten werd de watervoerende laag sneller gevuld. Tijdens periodes van droger klimaat vertraagde de aanvulling.

Deze bevindingen suggereren dat de Ogallala Aquifer een veerkrachtig systeem is dat perioden van droogte kan weerstaan. De watervoerende laag is echter ook kwetsbaar voor overpompen, waardoor het waterpeil kan dalen en de hoeveelheid water die beschikbaar is voor drinkwater, irrigatie en industrie kan afnemen.

De wetenschappers zeggen dat hun bevindingen waterbeheerders kunnen helpen duurzamere manieren te ontwikkelen om de Ogallala Aquifer te gebruiken. Door de geschiedenis van grondwateraanvulling te begrijpen, kunnen waterbeheerders beter voorspellen hoe de watervoerende laag zou kunnen reageren op toekomstige veranderingen in klimaat en watergebruik.

De studie werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Geoscience.