El continuo colapso de los acuíferos del mundo

Ciudad de Jakarta, hundiéndose

Fuente: Wired - Enero 2021

Cuando los seres humanos sobreexplotan las reservas de agua subterránea, el suelo se derrumba como una enorme botella de agua vacía. Se llama hundimiento y podría afectar a 1.600 millones de personas en 2040.

A medida que la economía de California se disparaba durante el siglo XX, su tierra se dirigía en dirección contraria. El auge de la industria agrícola en el Valle de San Joaquín, combinado con las sequías, provocó la extracción excesiva de agua de los acuíferos. Como enormes botellas de agua vacías, los acuíferos se arrugaron, un fenómeno que los geólogos llaman subsidencia. En 1970, la tierra se había hundido hasta 28 pies en el valle, con consecuencias poco ideales para los seres humanos y las infraestructuras situadas sobre los acuíferos.

Foto: Hundimiento de la tierra en California - Ubicación aproximada del máximo hundimiento en los Estados Unidos identificado por los esfuerzos de investigación del Dr. Joseph F. Poland (en la foto). Las señales en el poste muestran la altitud aproximada de la superficie terrestre en 1925, 1955 y 1977. El lugar se encuentra en el Valle de San Joaquín, al suroeste de Mendota, California.

El Valle de San Joaquín estaba preparado geológicamente para el colapso, pero su situación no es única. En todo el mundo -desde los Países Bajos hasta Indonesia y Ciudad de México- la geología está conspirando con el cambio climático para hundir el suelo bajo los pies de la humanidad. El aumento de las sequías implica un mayor drenaje de los acuíferos, y la subida de los mares hace que la tierra que se hunde sea aún más vulnerable a las inundaciones. Según un reciente estudio publicado en la revista Science, en las próximas dos décadas, 1.600 millones de personas podrían verse afectadas por el hundimiento, con pérdidas potenciales de billones de dólares.

"La subsidencia se ha descuidado en muchos aspectos porque se mueve lentamente. No se reconoce hasta que se empiezan a ver los daños", dice Michelle Sneed, especialista en hundimiento del terreno del Servicio Geológico de EE.UU. y coautora del documento. "El hundimiento del terreno en sí no es un problema. Pero si estás en la costa, es un gran problema. Si tienes infraestructuras que atraviesan largas zonas, es un gran problema. Si tienes pozos profundos, se hunden por el hundimiento. Eso es un problema".

Para que el hundimiento se convierta en un problema, se necesitan dos cosas: Un terreno adecuado y un acuífero sobreexplotado. Los acuíferos contienen agua entre trozos de arena, grava o arcilla. Cuando la cantidad de arcilla en un acuífero es particularmente alta, los granos se disponen como platos arrojados al azar en un fregadero: básicamente tienen orientaciones aleatorias, y el agua rellena los espacios entre los granos. Pero si se empieza a extraer agua de un acuífero, esos espacios se colapsan y los granos se acercan. "Esos platos se reorganizan y se asemejan más a una pila de platos de comida que pones en tu armario", dice Sneed. "Se necesita mucho menos espacio, obviamente, para apilar los platos de esa manera. Y esa es la compactación del sistema acuífero que luego provoca el hundimiento del terreno en la superficie".

Pero, ¿el bombeo de más agua en el acuífero no obligaría a las placas de arcilla a volver a sus orientaciones aleatorias y espaciales? Por desgracia, no. "Presionará un poco esos granos, obtendrá un poco de expansión en el sistema acuífero representado como un levantamiento en la superficie del terreno. Pero es una cantidad mínima", dice Sneed. Estamos hablando de unos tres cuartos de pulgada de movimiento. "Siguen apilados como los platos de la alacena", continúa.

Así que en este punto tenemos un problema doble: la tierra se ha hundido y no se volverá a inflar, y los acuíferos no retendrán tanta agua como antes, porque se han comprimido. "Y ese es un punto importante", dice Sneed. "Como en lugares de todo el mundo, incluida California, se están empezando a utilizar los sistemas acuíferos como depósitos gestionados, la compactación de los mismos antes de ahora ha reducido su capacidad de almacenar agua".

A medida que la creciente población humana y las sequías más intensas provocadas por el cambio climático ejercen una presión cada vez mayor sobre los suministros de agua, la tierra se hunde en todo el mundo. Algunas partes de la capital indonesia, Yakarta, por ejemplo, se están hundiendo hasta 10 pulgadas al año, mientras que los mares están subiendo a su alrededor. Los modelos estiman que, en sólo tres décadas, el 95% del norte de Yakarta podría quedar bajo el agua. La situación es tan grave que Indonesia está planeando trasladar su capital.

Pero los científicos no han modelizado los riesgos globales de hundimiento, hasta ahora. Para construir su modelo, Sneed y sus colegas examinaron la literatura existente sobre el hundimiento de la tierra en 200 lugares de todo el mundo. Tuvieron en cuenta los factores geológicos (alto contenido de arcilla), así como la topología, ya que es más probable que el hundimiento se produzca en terrenos planos. También tuvieron en cuenta el crecimiento demográfico y económico, los datos sobre el uso del agua y las variables climáticas.

Los investigadores descubrieron que, en todo el planeta, el hundimiento podría amenazar 4,6 millones de millas cuadradas de tierra en las próximas dos décadas. Aunque eso sólo representa el 8% de la superficie terrestre, la humanidad tiende a construir grandes ciudades en zonas costeras, que son propensas al hundimiento. Así que estiman que, al final, 1.600 millones de personas podrían verse afectadas. La modelización determinó además que, en todo el mundo, el hundimiento deja al descubierto activos que suman un producto interior bruto de 8,19 billones de dólares, es decir, el 12% del PIB mundial.

Es cierto que el hundimiento gradual no es tan destructivo como un terremoto o una erupción volcánica repentina. "Pero provocará estos efectos indirectos o impactos que, a largo plazo, pueden producir daños en estructuras o infraestructuras, o aumentar las zonas inundables en estas cuencas fluviales o zonas costeras", afirma el geocientífico Gerardo Herrera-García, del Instituto Geológico y Minero de España, autor principal del trabajo.

El hundimiento es especialmente sensible al cambio climático, al menos de forma indirecta. En un planeta más cálido, las sequías son más largas e intensas. "Esto es muy importante", dice Herrera-García. "Porque no importa la cantidad de lluvia anual que tengas, lo más importante es que tengas un periodo de sequía prolongado". Los embalses secos llevarán a las ciudades a bombear aún más agua de sus acuíferos, y una vez que se colapsa la estructura de un acuífero apilando limpiamente esas placas de granos de arcilla, no hay vuelta atrás. Para los 1.600 millones de personas potencialmente afectadas por el hundimiento -y eso sólo para el año 2040- las consecuencias podrían ser nefastas, provocando tanto la escasez de agua como la inundación de las tierras bajas.

"Los resultados son muy sorprendentes", afirma el geólogo costero del USGS Patrick Barnard, que estudia los hundimientos pero no ha participado en este nuevo trabajo. "Especialmente las megaciudades costeras -la mayoría de las megaciudades son, de hecho, costeras-. Así que realmente pone de relieve el problema en relación con las inundaciones costeras". Y las poblaciones urbanas están en auge: Según las Naciones Unidas, casi el 70% de los seres humanos vivirán en ciudades en 2050, frente al 50% actual.

La humanidad ha tendido a construir sus ciudades donde los ríos desembocan en el mar, donde las condiciones para el hundimiento son ideales. Hace mucho tiempo, estos ríos depositaron sedimentos cargados de arcilla, sobre los que los humanos construyeron. "Las zonas de mayor riesgo se encuentran en esos lugares, cerca de las desembocaduras de los deltas de los ríos, y donde hay cuencas sedimentarias bajas y planas cerca de las costas", afirma el geofísico de la Universidad de California en Berkeley Roland Burgmann, que estudia los hundimientos pero no participó en este nuevo trabajo. Pero este problema también se da en el interior, por ejemplo en Ciudad de México, que está construida sobre los sedimentos de un antiguo lago y, por tanto, sufre hundimientos.

Las ciudades construidas sobre vertederos también se hunden a medida que ese material se asienta. En el área de la Bahía de San Francisco, por ejemplo, algunas zonas se hunden hasta un tercio de pulgada al año. Las estimaciones de los investigadores de la Universidad Estatal de Arizona y de la Universidad de Berkeley afirman que, para finales de siglo, hasta 165 millas cuadradas del Área de la Bahía podrían quedar inundadas a medida que la tierra se hunda y el mar suba.

El hundimiento es aún más complicado porque sus efectos pueden variar drásticamente en distancias cortas, dependiendo de factores como la composición local de la arcilla o el lado de una falla sísmica en el que se encuentre la tierra. Por ello, este nuevo estudio global es excelente para determinar el riesgo a gran escala, pero los científicos tendrán que seguir investigando el hundimiento con un enfoque más fino.

"Este tipo de modelo presentado aquí sienta las bases para identificar las zonas de mayor riesgo", afirma el geofísico de la Universidad Estatal de Arizona Manoochehr Shirzaei, que estudia el hundimiento y ha revisado el nuevo artículo. "Y luego desplegamos herramientas y métodos de seguimiento para obtener mediciones de muy alta resolución". Para obtener estos datos más localizados, los investigadores trazan un mapa del paisaje utilizando láseres disparados desde un avión, y lo combinan con la información de los satélites que disparan un radar al suelo para determinar a qué velocidad se está hundiendo.

En realidad, la única forma en que la humanidad podrá evitar el hundimiento es dejando de sobreexplotar los acuíferos, una tarea difícil en un planeta que se calienta rápidamente. "Los acuíferos se agotarán, de una manera u otra", dice Shirzaei. "No es posible pedir a la gente que necesita agua dulce que deje de utilizar las aguas subterráneas porque provocan hundimientos. Así que el panorama es más amplio: ¿Cuáles son las estrategias de adaptación?". Eso podría significar elevar los edificios en terrenos que se están hundiendo e inundando. Podría significar depender más de la desalinización del agua de mar, aunque esto sigue siendo muy intensivo en energía y, por tanto, caro. O las ciudades podrían seguir los pasos de Los Ángeles, que está modificando sus calles para recoger la preciada agua de lluvia.

A fin de cuentas, las ciudades que se hunden se enfrentan a fuerzas físicas imparables. "La geología es la geología", dice Sneed. "No podemos hacer nada al respecto".