De uitputting van grondwaterbronnen in delen van de High Plains van de Verenigde Staten is zo ernstig dat de piekproductie in sommige staten al voorbij is, volgens nieuw onderzoek.

Een internationaal team van wetenschappers, waaronder experts van de Universiteit van Birmingham, heeft uitgebreide en verbeterde methoden gebruikt om de piekolieproductie te berekenen om de graanproductie in drie Amerikaanse staten te beoordelen, Nebraska, Texel en Kansas. Ze vertelden de niveaus van waterwinning uit de Ogallala-aquifer, een van de grootste onderwaterreservoirs in de High Plains, in de afgelopen vijf decennia, aan de hoeveelheden graan die in elke staat zijn geoogst en dit model hebben gebruikt om toekomstige trends te voorspellen. Hun resultaten zijn gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences .

"We werden geïnspireerd door inzichtelijke analyses van de productie van ruwe olie in de VS. Ze voorspelden een piek in de productie van ruwe olie een decennium van tevoren, " zegt Assaad Mrad, een doctoraat kandidaat aan de Duke University en hoofdauteur van de studie.

De wetenschappers ontdekten dat in Texas en Kansas, zelfs rekening houdend met technologische vooruitgang en verbeterde irrigatiemethoden, productieniveaus piekten rond 2016 voordat ze begonnen te dalen. Tegen 2050, als er geen opbrengstverhogende technologieën worden geïntroduceerd, graanproductie in Texas zou met maar liefst 40 procent kunnen worden verminderd.

De daling is te wijten aan het feit dat de tarieven van de waterwinning, in combinatie met vertragingen bij de handhaving van nieuw beleid inzake grondwatergebruik en bij de introductie van nieuwe irrigatie- en monitoringtechnologieën, zorgen ervoor dat de watervoerende lagen niet langer voldoende kunnen worden aangevuld om aan de vraag te voldoen.

Nebraska, in tegenstelling tot, heeft een ander klimaat, met meer regen en minder droogte dan Texas en Zuid-Kansas, wat zorgt voor hogere duurzame tarieven van het oppompen van grondwater. Nebraska slaagt er daarom in om de hoeveelheid land die wordt gebruikt voor graanproductie te vergroten zonder de hoeveelheid water die wordt gebruikt te vergroten.

De Amerikaanse High Plains produceert jaarlijks meer dan 50 miljoen ton graan en is voor maar liefst 90 procent van zijn irrigatiebehoeften afhankelijk van de watervoerende lagen. Als geheel genomen, daarom, het model laat zien dat de aanhoudende uitputting van de watervoerende lagen van de High Plains op het huidige niveau een aanzienlijke bedreiging vormt voor de voedsel- en waterzekerheid, zowel in de VS als wereldwijd.

"Algemeen, het beeld dat we uit deze berekeningen zien opduiken is somber, " zegt professor David Hannah, aan de Universiteit van Birmingham. "Het uiteindelijke gevolg van het overmatig gebruik van de watervoerende lagen zal de achteruitgang en ineenstorting van de graanproductie zijn. We hebben dit al zien gebeuren in Texas, waar in de loop van vijftig jaar, piekwatergebruik heeft twee keer geleid tot een piek in de graanproductie, gevolgd door productiecrashes."

"Dit toont heel duidelijk aan dat de aquifers niet op een duurzame manier worden gebruikt en het is essentieel om nieuwe technologieën te vinden die gewassen op een duurzame manier kunnen irrigeren."

Het papier vindt zijn oorsprong in de Ettersburg Ecohydrology Workshop waar 29 experts en studenten uit 11 landen samenkwamen in de buurt van Weimar, Duitsland om erachter te komen hoe de veelzijdige watercrisis in de wereld kan worden aangepakt.