Integrated Electrical Resistivity and Transient Electromagnetic Investigation for Groundwater Aquifer Characterization in the Western Desert Fringes: A Case Study of Gabal El-Nashfa Area, El-Minya Governorate, Egypt

Nella vasta e arsa dal sole distesa del Deserto Occidentale dell'Egitto, l'acqua non è solo una risorsa; è il fondamento della sopravvivenza e la chiave per la crescita futura. Per un paese in cui l'acqua dolce pro capite è scesa a un minimo critico, il deserto custodisce una promessa nascosta: antichi serbatoi di acque sotterranee intrappolati profondamente sotto la sabbia e la roccia. Trovare questi serbatoi è una sfida complessa perché il suolo è opaco all'occhio umano. Gli scienziati si affidano a un ramo della geofisica che tratta la Terra come un gigantesco circuito elettrico. Inviando correnti elettriche nel terreno e misurando la facilità con cui esse passano, i ricercatori possono mappare gli strati di suolo e roccia sottostanti. Diversi materiali conducono l'elettricità in modi differenti; la sabbia umida e l'acqua salata permettono alla corrente di fluire facilmente, mentre la roccia secca o l'argilla spessa agiscono come barriere. Combinando due metodi distinti — uno che invia corrente continua nella terra e un altro che utilizza un impulso magnetico per ascoltare la risposta elettrica del terreno — gli scoscenziati possono costruire un'immagine dettagliata di ciò che giace nascosto, distinguendo tra strati secchi, acqua dolce e acqua salata senza dover scavare un singolo buco.

Un team di ricercatori ha recentemente applicato questo approccio integrato a una regione specifica e promettente a ovest della città di El-Minya, un'area nota come il corridoio di Gabal El-Nashfa. Questo tratto di terra di 640 chilometri quadrati è oggetto di attenzione per importanti progetti di bonifica agricola, eppure i suoi sistemi idrici sotterranei rimanevano scarsamente compresi. Il team, guidato da geofisici del Desert Research Center e dell'Università Ain Shams, si è posto l'obiettivo di mappare gli acquiferi — strati di roccia che contengono acqua — sotto questo paesaggio arido. Hanno dispiegato una rete di sensori in tutta l'area, effettuando 12 misurazioni con un metodo a corrente continua e 39 misurazioni con una tecnica a impulso magnetico. Per garantire l'accuratezza delle loro mappe, hanno incrociato i risultati con i dati di pozzi e sondaggi esistenti, creando un modello calibrato del sottosuolo che combinava i punti di forza di entrambi i metodi di rilevamento.

L'indagine ha rivelato un sistema chiaro a due strati di roccia acquifera separati da una sottile barriera impermeabile di argilla. Lo strato superiore, noto come l'acquifero di arenaria dell'Olocene, si trova tra i 77 e i 125 metri sotto la superficie. Questo strato è composto da arenaria calcarea, sabbia e ghiaia mescolate con argilla. I ricercatori hanno scoperto che l'acqua all'interno di questo strato superiore è generalmente salata, rendendola inadatta al consumo umano o alla maggior parte dell'irrigazione, ma potenzialmente utile per scopi industriali o sistemi di raffreddamento. Al di sotto di questo, separato da uno strato di argilla spesso circa 14 o 36 metri, si trova un secondo serbatoio più profondo: l'acquifero di calcare di Samalut. Quest'ultimo strato inizia a profondità che vanno da 152 a 260 metri e consiste in calcare fratturato. L'acqua qui è significativamente più dolce, con valori di resistività che suggeriscono sia una fonte vitale per l'acqua potabile e l'agricoltura.

Una delle scoperte più significative è stata una potenziale anomalia strutturale nella parte orientale dell'area di studio. In due posizioni specifiche, le letture elettriche hanno mostrato una resistenza insolitamente alta nello strato superiore di arenaria, un segno che l'acqua lì potrebbe essere più dolce del previsto. I ricercatori suggeriscono che ciò potrebbe indicare una linea di faglia — una crepa nella crosta terrestre — che permette all'acqua dolce dell'acquifero calcareo profondo di filtrare verso l'alto nello strato di arenaria più superficiale. Questa scoperta è cruciale perché implica che i due sistemi idrici non sono sempre perfettamente isolati; in alcuni punti, potrebbero essere connessi, il che ha importanti implicazioni per il modo in cui l'acqua viene gestita e protetta dalla contaminazione.

Lo studio ha anche mappato la direzione del flusso delle acque sotterranee, rivelando un movimento costante da est a ovest attraverso la regione. Questo schema di flusso, combinato con i dati sulla profondità e sulla qualità, permette ai pianificatori di identificare i punti migliori per scavare nuovi pozzi. La parte centro-occidentale dell'area è emersa come la zona più promettente per l'acquifero calcareo profondo, dove l'acqua è più dolce e la profondità di perforazione è più gestibile. I ricercatori propongono una strategia di "doppio utilizzo": utilizzare l'acqua più profonda e dolce per bere e per l'agricoltura, riservando l'acqua più superficiale e salata per usi non potabili. Questo approccio ridurrebbe la pressione sul prezioso acquifero profondo, garantendo che la fornitura d'acqua rimanga sostenibile con lo sviluppo della regione.

Sebbene lo studio abbia mappato con successo le sezioni superiori e medie del sistema sotterraneo, la base dell'acquifero calcareo profondo è rimasta fuori portata per le loro attuali attrezzature. I ricercatori hanno osservato che la base di questo profondo serbatoio non è stata completamente risolta, suggerendo che esistano strati ancora più profondi oltre i limiti del loro rilievo. Raccomandano che le indagini future utilizzino tecniche più avanzate capaci di guardare più in profondamente nella crosta per definire appieno l'estensione di questa risorsa vitale. Per ora, tuttavia, il lavoro fornisce una tabella di marcia chiara e basata sulla scienza per l'area di Gabal El-Nashfa, trasformando un punto cieco nel deserto in una realtà nota e offrendo un quadro pratico per garantire l'acqua in una delle zone di sviluppo più critiche dell'Egitto.