Các tầng chứa nước sâu phản ứng nhanh với các thay đổi về điều kiện khí hậu

Sự thay đổi khí hậu có thể tác động nhanh đến các tầng nước ngầm sâu nhất theo các nhà thủy văn của Đại học Penn State và Đại học Columbia. Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng các phản ứng với biến đổi khí hậu được phát hiện ở các tầng nước ngầm sâu hơn dự kiến ​​- trong nhiều trường hợp chỉ trong vòng một năm.

Nước mưa có thể mất nhiều năm để thấm xuống được các tầng chứa nước sâu thông qua thấm tự nhiên. Tác động của thay đổi thời tiết tới các tầng chứa nước sâu có thể do một yếu tố khác liên quan, chẳng hạn như bơm nước ngầm phục vụ cho ngành công nghiệp, nông nghiệp.

Tess Russo, R.L. Slingerland Giáo sư về Khoa học Môi trường tại bang Penn, cho biết: “Chúng tôi đã chứng kiến ​​phản ứng nhanh chóng ở các tầng chứa nước sâu vào cả chu kỳ khí hậu chính và lượng mưa cục bộ. Các tầng nước ngầm sâu đến như vậy, chúng tôi hy vọng rằng phải mất nhiều năm để lượng mưa lắng xuống, vì vậy nếu không phải là bổ cập tự nhiên gây ra phản ứng của nước ngầm đối với sự thay đổi khí hậu, lượng mưa, thì nó có thể đến từ những thay đổi do việc bơm hút khai thác nước tạo ra.

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Nature Geoscience, đã làm sáng tỏ các trữ lượng nước ngầm ở Mỹ và xác định rõ hơn cách nước ngầm trong tầng chứa nước sâu có thể thay đổi theo khí hậu. Nước sử dụng tại các đô thị và trong công nghiệp gần như luôn luôn được rút ra từ các giếng sâu, cung cấp nguồn nước đáng tin cậy hơn các tầng chứa nước nông, đặc biệt là trong những thời điểm hạn hán. Mặc dù các tầng chứa nước sâu này có vai trò rất quan trọng, không ai thực sự biết trữ lượng nước hoặc các tầng chứa nước này có thể phản ứng thế nào với sự thay đổi khí hậu.

Russo, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Nước ngầm không di chuyển nhanh vì vậy chúng ta thường nghĩ đến các tầng chứa nước sâu sẽ có phản hồi chậm đối với những gì đang xảy ra ở bề mặt, bao gồm thay đổi khí hậu. Tuy vậy, chúng tôi thực sự thấy một phản ứng tương đối nhanh”.

Russo và Upmanu Lall, thuộc Trung tâm Columbia Water tại Đại học Columbia, đã phân tích các mối quan hệ giữa dữ liệu về khí hậu và nước ngầm từ khắp Hoa Kỳ và sử dụng một số lượng nhỏ dữ liệu bơm khu vực từ các giếng khoan ở Kansas để chứng minh sự liên quan. Các bằng chứng cho thấy rằng bơm thể hiện mối liên hệ trung gian giữa lượng mưa và mực nước ngầm sâu. Thay đổi về nhiệt độ và lượng mưa có thể ảnh hưởng đến nhu cầu nước cây trồng, ví dụ, dẫn đến thay đổi sự phụ thuộc vào nước từ giếng sâu.

“Nếu bạn nhìn vào các vùng nông nghiệp, nơi có nhu cầu nước tưới cây trồng thay đổi theo lượng mưa, điều này sẽ kiểm soát biến động bơm theo thời gian”, Russo nói. “Như vậy, hoạt động bơm khai thác có thể là một kết nối trung gian giữa khí hậu và nước ngầm – một trong những nguyên nhân gây ra một phản ứng ngay lập tức”.

Mặc dù các bằng chứng cho thấy việc bơm khai thác gây ra phản ứng nhanh giữa nước ngầm ở tầng sâu thay đổi khí hậu, các nhà khoa học không thể kết nối chúng cụ thể vì thiếu dữ liệu bơm trên khắp Hoa Kỳ.