Quest’anno la Giornata Mondiale per l’Acqua (22 marzo) è dedicata alle acque sotterranee. Necessarie per la vita degli ecosistemi e fondamentali per il benessere e le attività umane. Studiarle non è però semplice: ci siamo fattə raccontare da Giulia Bruno, nostra dottoranda dell’Università di Genova, come si studiano e perché è importante tenerle in considerazione nella modellistica idrologica
Le acque sotterranee sono invisibili, ma la loro importanza è invece visibile ovunque.
Nascoste alla nostra vista, sotto i nostri piedi, le acque sotterranee sono un tesoro che arricchisce le nostre vite.
Quasi tutta l’acqua dolce del mondo è sotterranea. Con l’aggravarsi del cambiamento climatico, le acque sotterranee assumeranno un ruolo sempre più critico: dobbiamo lavorare insieme per gestire in modo sostenibile questa preziosa risorsa.
Le acque sotterranee possono non essere visibili, ma non per questo possono essere dimenticate.
Si apre così la pagina web dedicata alla Giornata Mondiale per l’Acqua, ricorrenza istituita dalle Nazioni Unite e che quest’anno, come si può facilmente capire da queste poche righe, è dedicata a una particolare forma dell’acqua disponibile sul nostro pianeta: quella sotterranea. Secondo l’International Groudwater Reseources Assessment Centre (IGRAD), a livello globale circa la metà dell’acqua che beviamo proviene dal sottosuolo; le acque sotterranee rappresentano anche il 40% dell’acqua impiegata per l’agricoltura e un terzo di quella necessaria a scopi industriali. A ciò si aggiunge il ruolo vitale dell’acqua sotterranea per il benessere degli ecosistemi, per i fiumi e per il terreno, del quale previene la subsidenza. Lo sfruttamento antropico e gli effetti dei cambiamenti climatici, tuttavia, rappresentano un rischio per questa risorsa – e, di conseguenza, per la nostra stessa specie.
Fondazione CIMA si occupa di “acqua” fin dalla sua nascita: previsione e monitoraggio delle alluvioni, studio del ciclo idrologico, ricerca in ambito meteorologico ed effetto delle precipitazioni al suolo, analisi della risorsa idrica in forma di ghiaccio e neve, e ancora indagini sul fenomeno della siccità – sono tutti ambiti che coinvolgono questa risorsa nelle sue diverse forme. Storicamente, però, non ci siamo mai concentratə in modo specifico sulle acque sotterranee. Questo campo di studio è stato portato avanti solo in tempi più recenti anche grazie al lavoro di Giulia Bruno, dottoranda dell’Università di Genova che sta conducendo la sua ricerca presso l’ambito di Idrologia e Idraulica della Fondazione CIMA e, attualmente, è in visita come guest scientist all’IGB-Leibniz Institute of Freshwater and Inland Fisheries di Berlino: le abbiamo quindi chiesto di raccontarci il suo lavoro, per capire meglio il legame tra la siccità, le acque sotterranee e la ricerca in campo modellistico.
La riserva nascosta
«Quando s’indaga la siccità, le due componenti su cui solitamente ci si concentra maggiormente – anche per la maggiore disponibilità di dati – sono la precipitazione e la portata dei fiumi», spiega la dottoranda. Nella valutazione del bilancio idrologico, infatti, si tende a trascurare il contributo delle acque sotterranee perché queste rappresentano la componente del ciclo idrologico che, insieme all’evapotraspirazione, cioè l’acqua che lascia la superficie terrestre tramite evaporazione e processi vitali della vegetazione, rimane più difficile da misurare. Se per misurare le precipitazioni e la portata dei fiumi possiamo infatti facilmente avvalerci, per esempio, di stazioni di misura a terra, che raccolgono dati sulla quantità d’acqua presente, non si può dire altrettanto per l’evapotraspirazione e per l’acqua del cosiddetto serbatoio sub-superficiale, ossia i primi strati del “regolite terrestre”, che comprende il suolo e gli acquiferi e che quindi include anche le acque sotterranee.
«Per quest’ultima, in particolare, si possono avere stime puntuali attraverso sensori e punti di misura, che però non sono così distribuiti sul territorio da poter essere adatti ad analisi di larga scala. Oggi, quindi, la ricerca fa sempre più affidamento sul remote sensing e per esempio ai prodotti satellitari della missione GRACE della NASA che, attraverso misurazioni della variazione nel campo gravitazionale terrestre, permettono di stimare variazioni nelle riserve d’acqua sulla Terra e da cui quindi è possibile derivare anche la variazione delle acque sotterranee».
Monitoraggio e previsione
«Lo scopo della mia ricerca è dunque proprio quello di studiare la risposta del bilancio idrologico ai periodi secchi lavorando su tutte le sue componenti e in particolare sulle due più “trascurate”, l’evapotraspirazione e le variazioni della quantità d’acqua nel serbatoio sub-superficiale», spiega la dott.ssa Bruno. Quest’ultimo, oltretutto, risulta particolarmente importante nei periodi di siccità perché l’acqua contenuta nel sottosuolo ha un ruolo fondamentale nel regolare i processi che guidano la propagazione del deficit di precipitazione, cioè la siccità “meteorologica”. In altre parole, è l’acqua sotterranea e, più in generale, quella presente nel serbatoio sub-superficiale a influenzare, per esempio, la disponibilità d’acqua per le piante e a rappresentare una scorta per le attività umane.
«All’inizio, il lavoro si è focalizzato soprattutto sull’analisi dei dati raccolti con i diversi strumenti che abbiamo a disposizione; dopo questa prima fase, sto ora affrontando la questione dal punto di vista modellistico, valutando la capacità del modello idrologico Continuum, sviluppato da Fondazione CIMA, di riprodurre in diverse configurazioni le principali variabili associate al ciclo idrologico: la portata nei fiumi, l’evapotraspirazione e le variazioni nel serbatoio sub-superficiale», continua la dottoranda.
«Questa seconda parte di lavoro ci serve per capire come i processi idrologici risultino rappresentati dai modelli, così da poterli impiegare, anche operativamente, sia a scopo di monitoraggio sia a scopo previsionale, anche nei periodi secchi. In questa fase s’inserisce anche il confronto tra il dato osservato dai prodotti satellitari con quello previsto da modelli idrologici come Continuum, confronto che ci permette di comprendere meglio il comportamento del modello stesso e quindi mettere a punto strategie per migliorarne le stime», conclude Bruno. «In entrambi i casi, sia in un contesto di monitoraggio che in un contesto previsionale, il ruolo dei modelli risulta particolarmente importante se si pensa che, secondo le proiezioni degli esperti, i fenomeni di siccità si faranno più frequenti e intensi in alcune aree (come quella del Mediterraneo) a causa dei cambiamenti climatici; questo può determinare, quindi anche un intensificato sfruttamento delle acque sotterranee».