Assessment of Groundwater Depletion at Local Scale Using Satellite Data: A Case Study of Lahore District, Pakistan

L'acqua è il filo invisibile che tiene unita una città, scorrendo attraverso i tubi, riempiendo i rubinetti e sostenendo i raccolti che nutrono la sua gente. Sotto la superficie di molte città giace un vasto, nascosto serbatoio chiamato acquifero, uno strato spugnoso di roccia e suolo che immagazzina l'acqua sotterranea. Quest'acqua è una risorsa vitale, ma non è infinita. Quando le persone estraggono più acqua dal sottosuolo di quanta la natura possa ripristinare attraverso la pioggia e i fiumi, la tavola d'acqua — il livello superiore di quell'acqua sotterranea — inizia a scendere. Questo fenomeno, noto come esaurimento delle acque sotterranee, rappresenta una seria minaccia per la salute delle città e degli ecosistemi che le sostengono. Per decenni, gli scienziati hanno lottato per tracciare con precisione questi cambiamenti, specialmente nelle aree urbane in rapida crescita dove i dati sono spesso scarsi o dispersi. La sfida è stata quella di trovare un modo per vedere l'invisibile, per misurare il lento, costante drenaggio di queste riserve sotterranee in intere regioni senza dover scavare un buco in ogni singolo quartiere.

Per risolvere questo enigma, una ricercatrice di nome Sonia Anwar, dell'Università del Punjab, ha rivolto la sua attenzione a Lahore, la frenetica capitale della provincia del Punjab in Pakistan. Lahore è una città di milioni di abitanti che dipende fortemente dalle acque sotterranee per i suoi bisogni quotidiani, attingendo acqua dal profondo del sottosuolo attraverso miglia di pozzi. La domanda che la Anwar si è posta era semplice ma critica: quanto velocemente sta scendendo il livello dell'acqua a Lahore, e dove è più grave il problema? Per trovare la risposta, non si è affidata a un singolo metodo. Al contrario, ha combinato due modi molto diversi di guardare il mondo. Per prima cosa, ha raccolto numeri certi direttamente dal terreno, raccogliendo i registri dei livelli dell'acqua da 220 diversi pozzi nel distretto, coprendo quasi due decenni dal 2000 al 2019. Questi registri hanno fornito una storia dettagliata, punto per punto, di quanto dovesse essere profonda l'acqua per raggiungere la superficie.

Ma guardare i singoli pozzi è come cercare di capire il tempo osservando solo il termometro nel proprio giardino. Per vedere il quadro generale, la Anwar ha guardato verso l'alto. Ha utilizzato i dati di una coppia di satelliti noti come GRACE, che orbitano intorno alla Terra e misurano minuscoli cambiamenti di gravità. Poiché l'acqua ha un peso, quando una grande quantità di acqua sotterranea scompare da un'area, la massa della Terra in quel punto cambia leggermente, e i satelliti possono rilevare questo spostamento. Analizzando queste misurazioni della gravità, è stata in grado di stimare quanta acqua veniva persa in tutta la regione, pesando effettivamente l'acqua sotterranea dallo spazio. Ha poi utilizzato potenti software informatici per fondere queste due fonti di informazione, creando una mappa che mostrava non solo i numeri, ma la storia del declino dell'acqua attraverso il paesaggio.

La storia raccontata dai dati era quella di una perdita costante e significativa. Nel periodo di vent'anni, la tavola d'acqua a Lahore è scesa drasticamente. Nell'anno 2000, la profondità media dell'acqua era di circa 24 metri. Entro il 2019, quella profondità era aumentata a quasi 42 metri. Ciò significa che, in media, il livello dell'acqua è sceso di quasi un metro ogni singolo anno. L'analisi statistica ha confermato che questo non era un'fluttuazione casuale o un calo temporaneo; era un trend di esaurimento costante e a lungo termine. I ricercatori hanno scoperto che il declino stava avvenendo ovunque, ma non in modo uniforme. I cali più gravi erano concentrati nelle parti centrali e meridionali della città, proprio nelle aree dove la popolazione è più densa e dove l'urbanizzazione ha trasformato il territorio.

Questi risultati indicano una chiara relazione causa-effetto guidata dall'attività umana. La rapida crescita della città, con i suoi quartieri in espansione e le sue industrie, ha creato una domanda di acqua che supera di gran lunga ciò che il terreno può naturalmente ripristinare. Poiché cemento e asfalto ricoprono il suolo, l'acqua piovana non può più infiltrarsi nel terreno per ricaricare l'acquifero. Invece, scorre nei canali di scolo, mentre milioni di litri vengono pompati ogni giorno per bere, lavarsi e per l'industria. Lo studio ha anche esaminato il ruolo del fiume Ravi, che scorre vicino alla città e storicamente aiutava a ricaricare le acque sotterranee. I dati suggeriscono che il fiume, ora diminuito dalle deviazioni a monte e dalla riduzione del flusso, contribuisce molto poco al ripristino della riserva sotterranea. Sebbene i modelli meteorologici e le precipitazioni causino lievi aumenti e diminuzioni dei livelli d'acqua di anno in anno, il driver principale del declino è lo squilibrio tra quanta acqua viene prelevata e quanta ne viene restituita.

Le implicazioni di questa scoperta sono profonde per il futuro di Lahore. Man mano che la tavola d'acqua scende più in profondamente, diventa più costoso e dispendioso in termini di energia pompare l'acqua, e la qualità dell'acqua può deteriorarsi man mano che vengono attirati strati più profondi e salmastri. Lo studio evidenzia che l'attuale modo di gestire l'acqua è insostenibile. I ricercatori concludono che, senza un intervento immediato, la città rischia di esaurire questa risorsa critica. Suggeriscono che la soluzione risieda in una combinazione di regole più severe su quanta acqua può essere pompata, una migliore gestione delle acque superficiali e la costruzione di sistemi per ricaricare artificialmente l'acquifero, permettendo all'acqua piovana di filtrare nuovamente nel terreno. Combinando la precisione delle misurazioni a livello del suolo con la visione ampia dallo spazio, questa ricerca fornisce un quadro chiaro e innegabile di una città che perde la sua linfa vitale sotterranea, offrendo una tabella di marcia su come fermare il drenaggio prima che sia troppo tardi.