Separating secular depletion from drought: a detrended storage-deficit characterization of groundwater across Arizona’s Active Management Areas from GRACE observations (2002–2023)

El agua es la savia vital de Arizona, un estado donde el sol castiga con fuerza los vastos desiertos y el río Colorado es una promesa distante y, a veces, poco fiable. Durante décadas, las personas que viven allí han dependido en gran medida del agua oculta bajo sus pies, bombeándola desde profundos reservorios subterráneos para beber, cultivar alimentos y mantener en funcionamiento sus ciudades. Pero este suministro oculto no es infinito, y está cambiando de formas que son difíciles de ver desde la superficie. Para comprender lo que está sucediendo, los científicos han recurrido a una herramienta única: satélites que pueden pesar la Tierra. Estos satélites, que forman parte de una misión llamada GRACE, no toman fotografías del suelo; en su lugar, miden cambios diminutos en la gravedad causados por el movimiento del agua. Cuando una región pierde una cantidad masiva de agua, la tierra se vuelve ligeramente más ligera, y los satélites pueden detectar ese cambio. Esta capacidad de ver el flujo invisible de agua a través de paisajes enteros ha abierto una nueva ventana hacia cómo se comportan los sistemas hídricos de nuestro planeta.

Sin embargo, observar estos datos presenta un rompecabezas complicado. Cuando los científicos ven una caída constante en los niveles de las aguas subterráneas durante veinte años, es difícil determinar si un periodo seco es solo una sequía temporal —una escasez de corto plazo en comparación con lo normal— o si es parte de un problema mucho más profundo y a largo plazo donde el agua simplemente está desapareciendo para siempre. Imagine intentar escuchar un solo golpe de tambor en una canción que se vuelve cada vez más silenciosa cada segundo; sin ajustar por el desvanecimiento del volumen, podría pensar que cada golpe es débil, cuando en realidad, algunos golpes son tan fuertes como solían serlo, pero el ruido de fondo ha cambiado. En Arizona, esta confusión es importante porque las soluciones para una sequía temporal son muy diferentes de las soluciones para una pérdida de agua permanente. Si los gestores tratan un declive a largo plazo como una sequía temporal, podrían esperar una lluvia que nunca llega. Si tratan un periodo seco temporal como una pérdida permanente, podrían entrar en pánico y realizar recortes innecesarios en los suministros de agua.

Un nuevo estudio liderado por Md Rayhan, de la Universidad de Ingeniería y Tecnología de Bangladesh, aborda exactamente este problema analizando seis regiones específicas de Arizona conocidas como Áreas de Gestión Activa. Estas áreas, que incluyen grandes ciudades como Phoenix y Tucson, así como zonas rurales como Douglas y Prescott, son los lugares donde el estado regula estrictamente el uso del agua. El investigador analizó veintiún años de datos, de 2002 a 2023, para separar el declive lento y constante de las aguas subterráneas de las caídas agudas y temporales causadas por la sequía. El estudio confirma lo que muchos sospechaban: cada una de estas seis regiones está perdiendo aguas subterráneas a un ritmo significativo. Los niveles de agua están descendiendo en cantidades que oscilan entre aproximadamente cinco y ocho milímetros cada año, un declive constante que ocurre independientemente de si llueve o no. Esto es la depletación secular, la pérdida de almacenamiento a largo plazo que se acumula con el tiempo.

Pero el verdadero avance del estudio proviene de cómo el investigador observó los datos tras eliminar ese declive a largo plazo. Al suavizar matemáticamente la caída constante, el científico pudo ver la verdadera forma de las sequías que se ocultaban debajo. Sin este ajuste, una forma estándar de medir la sequía habría sugerido que todo el periodo después de 2019 fue un único desastre ininterrumpido. Una vez que se eliminó la tendencia a largo plazo, surgió un panorama diferente. Los datos revelaron que, si bien el agua está desapareciendo efectivamente a largo plazo, las sequías son eventos distintos que vienen y van. Algunas regiones experimentan sequías que son frecuentes pero relativamente cortas y leves, mientras que otras enfrentan sequías que son menos frecuentes pero mucho más largas y severas.

El estudio encontró que las seis regiones no sufren de la misma manera. Las áreas alrededor de Prescott y Phoenix, por ejemplo, experimentan menos eventos de sequía, pero cuando ocurren, duran más tiempo y golpean con más fuerza. Las sequías más profundas en estas áreas vieron los niveles de agua caer a casi cuatro veces la variación normal por debajo de la línea de tendencia. En contraste, las regiones de Douglas, Tucson y Santa Cruz enfrentan sequías que ocurren con más frecuencia, pero estos eventos tienden a ser más cortos y menos intensos. A pesar de estas diferencias en cómo se sienten las sequías, el estudio muestra que las regiones siguen conectadas; cuando un área se seca, las otras suelen seguirla, lo que sugiere que un patrón meteorológico a gran escala está afectando a todo el estado. Sin embargo, la respuesta local varía, lo que significa que un enfoque de "talla única" para la gestión del agua fallaría en abordar las necesidades específicas de cada comunidad.

Quizás el hallazgo más importante es que la clasificación de qué áreas están en mayor peligro cambia dependiendo de cómo se observe el problema. Si solo se observa la velocidad del declive a largo plazo, Douglas es la zona más estresada, perdiendo agua más rápido que cualquier otra. Sin embargo, si se observa la severidad de las sequías temporales, Phoenix sube en la lista de preocupación. Phoenix tiene la tasa más lenta de pérdida de agua a largo plazo, pero sufre algunos de los eventos de sequía más intensos y prolongados cuando se tiene en cuenta el declive a largo plazo. Esta distinción es vital para los gestores del agua. Significa que una ciudad como Phoenix, que podría parecer más segura porque su nivel freático desciende lentamente, en realidad enfrenta un alto riesgo de escasez temporal severa que requiere una planificación de emergencia inmediata. Por el contrario, Douglas enfrenta un drenaje constante y persistente que requiere estrategias a largo plazo para reducir el uso del agua de forma permanente.

La investigación también introdujo una forma de medir la cantidad total de agua que se ha perdido y nunca se ha recuperado. Al rastrear qué tan lejos han caído los niveles actuales respecto a los niveles más altos jamás registrados, el estudio mostró que algunas áreas, particularmente Prescott y Douglas, han descendido más de doscientos milímetros por debajo de sus máximos históricos. Esto no es solo un bache temporal; es una pérdida acumulativa que representa un cambio fundamental en la salud del acuífero. El estudio concluye que para gestionar el agua sabiamente en Arizona, los funcionarios deben dejar de tratar la depletación y la sequía como la misma cosa. Necesitan utilizar herramientas que puedan distinguir entre una fuga lenta y constante y un periodo seco repentino y agudo. Al separar estos dos procesos, el estudio proporciona un mapa más claro de los riesgos que enfrenta el suministro de agua del estado, ofreciendo una base para decisiones que pueden proteger tanto las necesidades inmediatas de la población como la supervivencia a largo plazo de los reservorios subterráneos.