Тревожные данные спутников: бассейн реки Колорадо теряет запасы подземных вод

Новые спутниковые данные показывают, что бассейн реки Колорадо за последние десятилетия потерял огромные объёмы подземных вод. Некоторые исследования предполагают, что эти запасы могут полностью истощиться к концу века.

Но действительно ли это так? И если да, то что можно сделать, чтобы предотвратить катастрофу?

Хотя подземные воды активно истощаются, маловероятно, что они исчезнут полностью. Однако, по словам экспертов, interviewed Live Science, дальнейшая эксплуатация водоносных горизонтов может привести к тому, что уровень воды опустится настолько, что добыча станет практически невозможной.

Огромный водосборный бассейн

Река Колорадо протекает через семь штатов США (Вайоминг, Колорадо, Юта, Нью-Мексико, Невада, Аризона и Калифорния) и два мексиканских штата (Нижняя Калифорния и Сонора). Около 40 миллионов человек, включая жителей Финикса и Лас-Вегаса, зависят от её водных ресурсов. Однако за последние два десятилетия запасы поверхностных вод резко сократились, достигнув рекордно низкого уровня, и всё больше людей начали использовать подземные воды, в основном для сельского хозяйства.

Чтобы оценить масштабы проблемы, Джей Фамильетти, директор по науке Arizona Water Innovation Initiative в Университете штата Аризона, и его коллеги проанализировали данные спутниковых миссий NASA GRACE и GRACE Follow-On. Эти спутники отслеживают изменения гравитационного поля Земли, что позволяет измерять колебания количества воды на поверхности и под землёй. В сочетании с данными о снежном покрове, поверхностных водах и влажности почвы эта информация помогает учёным оценить объёмы истощения подземных вод.

Согласно исследованию, опубликованному 27 мая в журнале Geophysical Research Letters, с 2003 года откачка воды из скважин привела к потере около 28 миллионов акро-футов (34 кубических километров) подземных вод в бассейне Колорадо. Это эквивалентно объёму озера Мид — крупнейшего водохранилища США, расположенного за плотиной Гувера.

Критическая ситуация в нижнем бассейне

Около 75% потерь подземных вод происходит в нижнем бассейне реки, преимущественно в Аризоне, где вода из пустынных водоносных пластов используется для орошения сельскохозяйственных угодий. В этих районах фермы обычно не подключены к централизованным системам водоснабжения, а используют частные скважины. Поскольку скважины частные, муниципальные власти часто не отслеживают, сколько воды из них добывается.

Фамильетти и его коллеги подсчитали, что ежегодные потери подземных вод в бассейне составляют в среднем более 1,2 миллиона акро-футов (1,5 кубических километра). Если тенденция сохранится, это приведёт к дефициту воды и сокращению производства продовольствия.

«Мы переходим критическую черту: бурение более глубоких скважин становится всё дороже, а качество воды ухудшается», — сказал Фамильетти.

В регионе уже высохли десятки скважин. Просадка грунта из-за обрушения водоносных горизонтов привела к образованию трещин.

Разногласия среди экспертов

Райан Митчелл, главный гидролог Arizona Department of Water Resources, не участвовавший в исследовании, заявил Live Science, что поддерживает выводы работы, но оспаривает утверждение о «полном истощении к концу века». По его словам, модели не предсказывают полного исчезновения подземных вод.

«Вода не закончится, но ни спутниковые данные GRACE, ни замеры водопотребления не скажут нам точно, сколько её осталось в водоносных пластах», — отметил Митчелл. «Это как попытаться сосчитать песчинки на пляже: можно сделать приблизительные оценки, но точное число останется неизвестным».

Управление водными ресурсами — ключ к решению

Бриджит Скэнлон, профессор University of Texas at Austin, и её команда также использовали данные GRACE для анализа засухи в бассейне Колорадо. Они обнаружили, что в 1940–1970-х годах активное использование подземных вод для орошения привело к их истощению, но в 1980–1990-х годах уровень восстановился благодаря обильным осадкам.

Однако с тех пор ситуация различается в зависимости от управления водными ресурсами. В «зонах активного управления», где водопотребление контролируется, уровень подземных вод остаётся стабильным. В неконтролируемых районах бесконтрольная откачка приводит к общему истощению запасов.

«Мы не можем управлять тем, что не измеряем», — сказала Скэнлон. «Если есть чёткие правила и контроль, можно поддерживать устойчивый уровень водопотребления».

Что делать дальше?

Ожидать, что осадки восполнят запасы, — недостаточно. Из-за изменений климата сток реки Колорадо продолжит сокращаться, а значит, меньше воды будет доступно для пополнения водоносных горизонтов.

Одно из решений — бурение более глубоких скважин, но, по словам Фамильетти, это дорого и неэффективно: вода на большой глубине часто содержит соли, мышьяк и пестициды.

Другой вариант — сократить водопотребление, например, перейдя с влаголюбивых культур (люцерны) на менее требовательные. «Нельзя продолжать по-старому. Нужно расставить приоритеты в использовании воды», — подчеркнул Фамильетти.

Эксперты сходятся во мнении: необходимо расширять зоны активного управления водными ресурсами, отслеживать водопотребление и восполнять запасы. В Аризоне уже предложили соответствующий законопроект, но подобные инициативы ранее блокировались из-за опасений, что ограничения нанесут удар по сельскому хозяйству и экономике.

«Подземные воды — это ограниченный ресурс», — сказал Митчелл. «Нам нужно либо дать им восполняться естественным путём, либо искусственно пополнять запасы. В зонах активного управления ситуация стабильна, а там, где контроля нет, — катастрофа».

«Мы не хотим следить за каждым, но нам важно понимать, как используется вода», — добавил он. «Сейчас доверие к властям на минимуме, но мы должны защитить тех, кто не может позволить себе скважины глубиной 600 метров. Им нужна помощь».