A medida que el cambio climático aumenta el número de fenómenos meteorológicos extremos, como las megasequías, la gestión de las aguas subterráneas es fundamental para mantener el suministro de agua. Pero las herramientas actuales de seguimiento de las aguas subterráneas son costosas o insuficientes para los acuíferos más profundos, lo que limita nuestra capacidad de hacer un seguimiento y una gestión sostenible en las zonas pobladas.
Ahora, un nuevo artículo publicado en Nature Communications tiende un puente entre la sismología y la hidrología con una aplicación piloto que utiliza los sismómetros como forma rentable de cartografiar y hacer un seguimiento de las fluctuaciones de las aguas subterráneas.
"Nuestras mediciones son independientes de las observaciones tradicionales y las complementan", afirma el doctor Shujuan Mao, autor principal del artículo. "Proporciona una nueva forma de llevar a cabo la gestión de las aguas subterráneas y evaluar el impacto de la actividad humana en la configuración de los sistemas hidrológicos subterráneos".
Aunque actualmente se utilizan varios métodos para medir las aguas subterráneas, todos ellos presentan notables inconvenientes. Medir los niveles piezométricos con sondeos que perforan el suelo hasta los acuíferos es caro y solo pueden dar información limitada en el lugar concreto donde se colocan. Las técnicas no invasivas basadas en la detección por satélite o por aire carecen de la sensibilidad y la resolución necesarias para observar profundidades mayores.
Mao propone utilizar sismómetros, que son instrumentos utilizados para medir las vibraciones del suelo, como las ondas producidas por los terremotos. Pueden medir la velocidad sísmica, que es la velocidad de propagación de las ondas sísmicas. Las mediciones de la velocidad sísmica son exclusivas del estado mecánico de las rocas, o de la forma en que estas responden a su entorno físico, y pueden decirnos mucho sobre ellas.
A medida que el cambio climático aumenta el número de fenómenos meteorológicos extremos, como las megasequías, la gestión de las aguas subterráneas es fundamental para mantener el suministro de agua
Así, proporciona una nueva forma de llevar a cabo la gestión de las aguas subterráneas y evaluar el impacto de la actividad humana en la configuración de los sistemas hidrológicos subterráneos
La idea de utilizar la velocidad sísmica para caracterizar los cambios en las propiedades de las rocas se ha utilizado durante mucho tiempo en análisis a escala de laboratorio, pero solo recientemente los científicos han podido medirla de forma continua en entornos geológicos a escala real. Para la vigilancia de los acuíferos, Mao y su equipo asocian la velocidad sísmica con la propiedad hidráulica, o el contenido de agua, en las rocas.
Para extraer información útil de los registros de ruido, Mao y su equipo utilizaron una técnica llamada interferometría sísmica, que analiza la interferencia de las ondas para calcular la velocidad sísmica del medio que atraviesan las ondas. Para su aplicación piloto, Mao y su equipo aplicaron este análisis a las cuencas de la región metropolitana de Los Ángeles, una zona que sufre un empeoramiento de la sequía y un aumento de la población.
De este modo, Mao y su equipo pudieron ver cómo cambiaban físicamente los acuíferos a lo largo del tiempo con una alta resolución. Sus mediciones de la velocidad sísmica verificaron las de niveles piezométricos en los últimos 20 años, y las imágenes coincidían muy bien con los datos de los satélites. También pudieron ver las diferencias en las áreas de almacenamiento entre los condados de la zona que utilizaban diferentes prácticas de bombeo de agua, lo que es importante para desarrollar el protocolo de gestión del agua.
Mao subraya que este estudio es solo el comienzo de la exploración de las posibles aplicaciones de la interferometría de ruido sísmico en este sentido. Puede utilizarse para vigilar otros sistemas cercanos a la superficie, como los geotérmicos o volcánicos, y Mao lo está aplicando actualmente a los yacimientos de petróleo y gas. Pero en lugares como California, que actualmente experimenta megasequías y que depende de las aguas subterráneas para una gran parte de sus necesidades de agua, este tipo de información es clave para la gestión sostenible del agua.
