Gemeenschappen die afhankelijk zijn van de Colorado-rivier worden geconfronteerd met een watercrisis. Meer Mead, het grootste stuwmeer van de rivier, is gedaald tot niveaus die niet meer zijn gezien sinds het werd gecreëerd door de bouw van de Hoover Dam ongeveer een eeuw geleden. Arizona en Nevada worden geconfronteerd met hun allereerste verplichte wateronderbrekingen, terwijl water uit andere reservoirs wordt geloosd om de waterkrachtcentrales van de Colorado-rivier draaiende te houden.

Als zelfs het machtige Colorado en zijn reservoirs niet immuun zijn voor de hitte en droogte die verergerd worden door klimaatverandering, waar haalt het westen zijn water vandaan?

Er is één verborgen antwoord:ondergronds.

Terwijl stijgende temperaturen en droogte rivieren opdrogen en berggletsjers smelten, mensen zijn steeds meer afhankelijk van het water onder hun voeten. Grondwaterbronnen leveren momenteel drinkwater aan bijna de helft van de wereldbevolking en ruwweg 40% van het water dat wereldwijd wordt gebruikt voor irrigatie.

Wat veel mensen zich niet realiseren is hoe oud - en hoe kwetsbaar - veel van dat water is.

Het meeste water dat ondergronds is opgeslagen, ligt er al tientallen jaren, en veel ervan heeft honderden jaren gezeten, duizenden of zelfs miljoenen jaren. Ouder grondwater heeft de neiging zich diep onder de grond te bevinden, waar het minder gemakkelijk wordt aangetast door oppervlakteomstandigheden zoals droogte en vervuiling.

Naarmate ondiepere putten uitdrogen onder de druk van stedelijke ontwikkeling, bevolkingsgroei en klimaatverandering, oud grondwater wordt steeds belangrijker.

Oud grondwater drinken

Als je in een stuk brood beet dat 1 was, 000 jaar oud, je zou het waarschijnlijk merken.

Water dat al duizend jaar ondergronds is, kan anders smaken, te. Het lekt natuurlijke chemicaliën uit het omringende gesteente, het veranderen van het mineraalgehalte. Sommige natuurlijke verontreinigingen die verband houden met de ouderdom van het grondwater, zoals stemmingsverhogend lithium, kunnen positieve effecten hebben. andere verontreinigingen, zoals ijzer en mangaan, kan lastig zijn.

Ouder grondwater is soms ook te zout om zonder dure behandeling te drinken. Dit probleem kan erger zijn in de buurt van de kusten:overpompen creëert ruimte die zeewater in watervoerende lagen kan trekken en de drinkwatervoorraden kan verontreinigen.

Het kan duizenden jaren duren voordat het oude grondwater op natuurlijke wijze is aangevuld. En, zoals Californië zag tijdens de droogte van 2011-2017, natuurlijke ondergrondse opslagruimten worden samengedrukt als ze leeg raken, zodat ze niet kunnen bijvullen tot hun vorige capaciteit. Deze verdichting zorgt er op zijn beurt voor dat het land erboven barst, gesp en zinken.

Toch boren mensen tegenwoordig diepere putten in het Westen, omdat droogte het oppervlaktewater uitput en boerderijen meer afhankelijk zijn van grondwater.

Wat betekent het dat water 'oud' is?

Laten we ons een regenbui voorstellen boven centraal Californië 15, 000 jaar geleden. Terwijl de storm raast over wat nu San Francisco is, de meeste regen valt in de Stille Oceaan, waar het uiteindelijk weer in de atmosfeer zal verdampen. Echter, er valt ook wat regen in rivieren en meren en over droog land. Terwijl die regen door grondlagen sijpelt, het komt langzaam druppelende "stroompaden" van ondergronds water binnen.

Sommige van deze paden leiden dieper en dieper, waar water zich honderden meters onder de grond verzamelt in spleten in het gesteente. Het water dat in deze ondergrondse reservaten wordt verzameld, is in zekere zin afgesneden van de actieve watercyclus - althans op tijdschalen die relevant zijn voor het menselijk leven.

In de dorre Central Valley van Californië, veel van het toegankelijke oude water is uit de aarde gepompt, meestal voor de landbouw. Waar de natuurlijke aanvullingstijdschaal in de orde van millennia zou zijn, agrarische kwel heeft sommige watervoerende lagen gedeeltelijk gevuld met nieuwer - te vaak vervuild - water. In feite, plaatsen zoals Fresno vullen nu actief aquifers aan met schoon water (zoals behandeld afvalwater of regenwater) in een proces dat bekend staat als 'beheerde aquifer-aanvulling'.

In 2014, halverwege hun ergste droogte in het moderne geheugen, Californië werd de laatste westelijke staat die een wet heeft aangenomen die lokale plannen voor de duurzaamheid van het grondwater vereist. Grondwater kan bestand zijn tegen hittegolven en klimaatverandering, maar als je alles gebruikt, jij zit in de problemen.

Een antwoord op de vraag naar water? Boor dieper. Toch is dat antwoord niet houdbaar.

Eerst, het is duur:grote landbouwbedrijven en lithiummijnbouwbedrijven zijn meestal het soort investeerders dat het zich kan veroorloven om diep genoeg te boren, terwijl kleine plattelandsgemeenschappen dat niet kunnen.

Tweede, als je eenmaal oud grondwater hebt opgepompt, aquifers hebben tijd nodig om bij te vullen. Stroompaden kunnen worden verstoord, verstikking van een natuurlijke watertoevoer naar bronnen, moerassen en rivieren. In de tussentijd, de verandering in de ondergrondse druk kan de aarde destabiliseren, land te laten zinken en zelfs tot aardbevingen te leiden.

Ten derde is besmetting:hoewel diep, mineraalrijk oud grondwater is vaak schoner en veiliger om te drinken dan jonger, ondieper grondwater, overpompen kan daar verandering in brengen. Omdat watergebonden regio's meer afhankelijk zijn van diep grondwater, overpompen verlaagt de grondwaterspiegel en trekt vervuild modern water aan dat zich kan vermengen met het oudere water. Door deze vermenging gaat de waterkwaliteit achteruit, wat leidt tot de vraag naar steeds diepere putten.

Klimaatgeschiedenis lezen in oud grondwater

Er zijn nog andere redenen om om oud grondwater te geven. Net als echte fossielen, extreem oud "fossiel grondwater" kan ons iets leren over het verleden.

Stel je onze prehistorische regenbui opnieuw voor:15, 000 jaar geleden, het klimaat was heel anders dan nu. Chemicaliën die zijn opgelost in oud grondwater zijn tegenwoordig detecteerbaar, vensters openen naar een vroegere wereld. Bepaalde opgeloste chemicaliën werken als klokken, wetenschappers vertellen hoe oud het grondwater is. Bijvoorbeeld, we weten hoe snel opgelost koolstof-14 en krypton-18 verval, dus we kunnen ze meten om te berekenen wanneer het water voor het laatst interactie heeft gehad met lucht.

Jonger grondwater dat na de jaren vijftig onder de grond verdween, heeft een unieke, door de mens gemaakte chemische handtekening:hoge niveaus van tritium uit het testen van atoombommen.

Andere opgeloste chemicaliën gedragen zich als kleine thermometers. Edelgassen zoals argon en xenon, bijvoorbeeld, meer oplossen in koud water dan in warm water, langs een precies bekende temperatuurcurve. Zodra het grondwater is geïsoleerd van de lucht, opgeloste edelgassen doen niet veel. Als resultaat, ze bewaren informatie over de omgevingsomstandigheden op het moment dat het water voor het eerst in de ondergrond sijpelde.

De concentraties van edelgassen in fossiel grondwater hebben enkele van onze meest betrouwbare schattingen van de temperatuur op het land tijdens de laatste ijstijd opgeleverd. Dergelijke bevindingen geven inzicht in moderne klimaten, inclusief hoe gevoelig de gemiddelde temperatuur van de aarde is voor koolstofdioxide in de atmosfeer. Deze methoden ondersteunen een recent onderzoek dat 3,4 graden Celsius opwarming vond bij elke verdubbeling van koolstofdioxide.

Het verleden en de toekomst van grondwater

Mensen in sommige regio's, zoals Nieuw-Engeland, drinken al jaren oud grondwater met weinig gevaar voor uitputting van bruikbare voorraden. Regelmatige regenval en gevarieerde waterbronnen, waaronder oppervlaktewater in meren, rivieren en sneeuwlagen - bieden alternatieven voor grondwater en vullen ook watervoerende lagen met nieuw water. Als aquifers de vraag kunnen bijhouden, het water kan duurzaam worden gebruikt.

uit het westen, Hoewel, meer dan een eeuw van onbeheerd en exorbitant watergebruik betekent dat sommige van de plaatsen die het meest afhankelijk zijn van grondwater - droge gebieden die kwetsbaar zijn voor droogte - de oude watervoorraden hebben verspild die ooit ondergronds bestonden.

Een beroemd precedent voor dit probleem is in de Great Plains. Daar, het oude water van de Ogallala Aquifer levert drinkwater en irrigatie voor miljoenen mensen en boerderijen van South Dakota tot Texas. Als mensen deze watervoerende laag droog zouden pompen, het zou duizenden jaren duren om op natuurlijke wijze bij te vullen. Het is een vitale buffer tegen droogte, toch verlagen irrigatie en waterintensieve landbouw het waterpeil in een onhoudbaar tempo.

Terwijl de planeet opwarmt, oud grondwater wordt steeds belangrijker - of het nu uit uw keukenkraan stroomt, irrigatie van voedselgewassen, of het aanbieden van waarschuwingen over het verleden van de aarde die ons kunnen helpen ons voor te bereiden op een onzekere toekomst.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.