Uno studio di ricercatori tedeschi e svizzeri che ha analizzato i dati raccolti per 40 anni dai tecnici degli acquedotti comunali di Colonia e Karlsruhe, rivela che anche le acque sotterranee subiscono l’effetto di aumento della temperatura, indotto dai cambiamenti climatici in atto.
È noto che i cambiamenti climatici hanno una notevole influenza su molti componenti del ciclo idrologico. Tuttavia, le implicazioni della temperatura delle acque sotterranee, quale driver importante per la qualità delle acque sotterranee, l’uso e lo stoccaggio termico, non sono ancora adeguatamente conosciute. Inoltre, pochi studi hanno esaminato gli effetti indotti dai cambiamenti climatici sull’aumento di temperatura delle acque sotterranee e sugli ecosistemi che dipendono dal calore delle acque sotterranee.
Ora, uno Studio condotto da ricercatori dell’Istituto di Tecnologia di Karlsruhe (Germania), del Politecnico Federale di Zurigo (Svizzera) e dell’Università del New Brunswick (Canada), e pubblicato il 6 novembre 2014 su Hydrology and Earth System Sciences (Volume 18, numero 11) dal titolo “Observed groundwater temperature response to recent climate change”, rivela che le acque sotterranee risentono del riscaldamento globale, seppure in modo attenuato e ritardato, determinando un aumento più graduale delle loro temperature.
Per questa ricerca gli scienziati hanno potuto usufruire delle misurazioni continue a lungo termine della temperatura dei flussi di acque sotterranee intorno alle città di Colonia e Karlsruhe, effettuate dagli operatori dei locali acquedotti comunali per quaranta anni.
“Per noi, questi dati sono stati una manna”, ha sottolineato Peter Bayer del Dipartimento di Scienze della Terra del Politecnico di Zurigo (ETH), confessando che, quantunque avessero svolto un’intensa attività, non sarebbero mai stati in grado di trovare una tale serie comparabile di misurazioni. I ricercatori sospettano che per i gestori delle acque pubbliche misurare le temperature delle acque sotterranee in maniera sistematica per un lungo periodo di tempo sia operazione meno interessante o troppo costosa, “oppure i dati non vengono digitalizzati, ma solo annotati su cartaceo”.
Quindi, sulla base delle lettura dei dati, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare che anche le acque sotterranee sono in fase di riscaldamento, facendo da echeggiamento all’aumento di temperatura dell’atmosfera.
“Il riscaldamento globale si riflette direttamente nelle acque sotterranee – ha ribadito Bayer, riassumendo i risultati principali prodotti dalla ricerca – anche se in modo attenuato e dopo un certo lasso di tempo”.
L’analisi dei dati ha rivelato che la falda vicino alla superficie terrestre, fino ad una profondità di circa 60 metri si è riscaldata statisticamente in modo significativo nel corso degli ultimi quarant’anni. Questo aumento della temperatura delle acque segue l’andamento del riscaldamento del clima locale e regionale, che a sua volta rispecchia quello globale.
Le acque sotterranee indicano che l’atmosfera ha fatto diversi salti di temperatura ad intervalli irregolari. Questi “cambiamenti di regime” possono essere osservati anche a livello globale, come scrivono i ricercatori nel loro studio, peraltro sorpresi di quanto velocemente le acque sotterranee abbiano risposto ai cambiamenti climatici.
Negli ultimi cinquant’anni l’atmosfera terrestre si è riscaldata con una media di 0,13 °C per decennio e tale riscaldamento non si è arrestato nemmeno nel sottosuolo, come altri scienziati del clima hanno dimostrato nel corso degli ultimi due decenni, con perforazioni in varie parti del mondo. Tuttavia, tali studi hanno preso in esame solo terreni che non contenevano acqua o dove non c’erano sorgenti sotterranee.
Che le acque sotterranee non sfuggissero agli effetti dei cambiamenti climatici era già stato constatato in uno studio pubblicato tre anni fa dall’Istituto federale svizzero di scienza e tecnologia dell’acqua (Eawag), ma si trattava solo di acque sotterranee “artificiali”, ovvero di ruscelli che sgorgavano dalle acque di falda in alcune zone.
Il nuovo studio, invece, prende in esame le acque sotterranee che non sono state influenzate dalle attività antropiche. Secondo i ricercatori, è del tutto plausibile che il naturale flusso delle acque sotterranee sia in fase di riscaldamento correlato ai cambiamenti climatici, poiché “la differenza di temperatura tra l’atmosfera e il sottosuolo si controbilancia naturalmente“. Il trasferimento di energia avviene tramite conduzione termica e il flusso delle acque sotterranee, come uno scambiatore di calore, permette al calore trasportato di diffondersi nel sottosuolo e di livellarsi.
Le conseguenze di questi risultati, tuttavia, sono difficili da valutare. Le temperature più calde da un lato potrebbero influenzare gli ecosistemi sotterranei e dall’altro le biosfere dipendenti dalle acque sotterranee, incluse quelle delle zone fredde delle acque correnti dove si scaricano le acque sotterranee.
Per gli organismi criofili, come alcuni pesci, il riscaldamento delle acque sotterranee potrebbe avere conseguenze negative.
Le temperature più elevate delle acque sotterranee influenzano anche la composizione chimica delle acque, in particolare gli equilibri chimici di nitrati o carbonati, dal momento che le reazioni chimiche di solito si svolgono più rapidamente a temperature più elevate. Anche l’attività batterica potrebbe accentuarsi con l’aumento della temperatura dell’acqua. Se le acque sotterranee diventano più calde, batteri indesiderati, quali agenti patogeni gastro-intestinali potrebbero moltiplicarsi con maggiore potenzialità. Tuttavia, si possono ipotizzare anche effetti positivi.
“Il maggior calore delle acque sotterranee potrebbe essere utilizzato, per esempio, per scopi geotermici”, ha aggiunto il principale autore dello studio Kathrin Menberg dell’Istituto di Geoscienze Applicate dell’Istituto di Tecnologia di Karlsruhe.