A Review of the Assessment of Spatial and Temporal Variations of Groundwater in South Africa

Profondamente sotto la superficie della Terra, nascosta tra le crepe delle rocce e gli spazi tra i granelli di sabbia, giace un vasto serbatoio di acqua dolce. Questa è l'acqua sotterranea, una risorsa che non si trova in un lago o in un fiume visibile, ma è conservata all'interno degli strati geologici del pianeta. In molte parti del mondo, questa acqua invisibile è l'unica fonte affidabile di vita, specialmente quando le piogge scarseggiano e i fiumi superficiali si seccano. In Sudafrica, una nazione in cui le siccità stanno diventando più frequenti e severe, questa acqua nascosta è fondamentale. Essa fornisce il 60% dell'acqua per le case rurali e una parte significativa per le aziende agricole. Tuttavia, poiché è sepolta sottoterra, è difficile da vedere, misurare e comprendere. I livelli dell'acqua possono salire e scendere, e la qualità può cambiare, a seconda del tipo di roccia in cui si trova, del meteo sovrastante e di quanta acqua le persone estraggono.

Per anni, gli scienziati hanno studiato queste acque nascoste in Sudafrica, ma le loro scoperte erano sparse in centinaia di rapporti separati, ognuno dei quali esaminava un piccolo pezzo del puzzle. Alcuni studi si concentravano sulla secca regione del Karoo, altri sulle zone costiere umide, e molti esaminavano problemi specifici come l'inquinamento derivante da agricoltura o miniere. Nessuno aveva ancora riunito tutti questi pezzi per vedere l'immagine completa di come l'acqua stia cambiando in tutto il paese. Senza una visione completa, è difficile per i leader prendere le decisioni giuste su come proteggere questa vitale risorsa per il futuro.

Per risolvere questo problema, un ricercatore guidato da Emmanuel Oisakede della Durban University of Technology ha deciso di raccogliere ogni studio pertinente pubblicato tra il 2020 e il 2025. Hanno agito come bibliotecari della scienza, setacciando migliaia di record per trovare 95 articoli di alta qualità che contenessero misurazioni reali dei livelli dell'acqua sotterranea e della qualità dell'acqua. Hanno controllato attentamente ciascuno di essi per garantire che i dati fossero affidabili, poi hanno combinato i risultati per cercare schemi che nessun singolo studio avrebbe potuto rivelare da solo. Il loro obiettivo era mappare dove si trova l'acqua, quanto velocemente sta scomparendo e come la sua qualità stia cambiando, il tutto comprendendo le forze che guidano questi cambiamenti.

Il ricercatore ha scoperto che il terreno in Sudafrica è tutt'altro che uniforme. La profondità della falda acquifera — la distanza dalla superficie verso il basso fino all'acqua — varia enormemente a seconda della geologia locale. Nelle aree sabbiose dei letti dei fiumi del basso Orange River, l'acqua è relativamente vicina alla superficie, situandosi a circa 6 metri di profondità. Al contrario, nelle formazioni rocciose fratturate del Karoo, l'acqua è sepolta molto più in profondamente, raggiungendo spesso profondità superiori ai 44 metri. Questa differenza è fondamentale per chi deve scavare pozzi; trovare acqua nella roccia profonda e fratturata richiede attrezzature e sforzi molto più costosi rispetto all'estrazione dalle sabbie superficiali del fiume. Inoltre, lo studio ha rivelato che la profondità dell'acqua non predice necessariamente la sua qualità. Sebbene ci si possa aspettare che l'acqua profonda sia più pulita o più mineralizzata, il ricercatore ha scoperto che non esiste un legame chiaro tra la profondità dell'acqua e il suo grado di salinità o inquinamento. In alcuni luoghi, i pozzi più profondi contenevano acqua troppo salata per essere bevuta, mentre in altri, i pozzi superficiali erano contaminati dall'attività umana.

Negli ultimi anni, la situazione è diventata sempre più urgente. L'analisi ha mostrato che i livelli dell'acqua sotterranea in tutto il paese stanno diminuendo. In media, il livello dell'acqua nei pozzi scende tra 0,28 e 0,51 metri ogni anno. Questo declino non avviene ovunque allo stesso ritmo, ma è diffuso. Nelle falde acquifere di roccia fratturata del Karoo, il calo è più severo, con quasi tre quarti dei pozzi che mostrano una significativa tendenza al ribasso. Nelle aree di roccia dolomitica del Gauteng, dove l'acqua si muove rapidamente attraverso grandi canali sotterranei, il declino è leggermente più lento ma comunque preoccupante. Anche le falde alluvionali, ovvero i depositi sabbiosi lungo i fiumi, stanno perdendo acqua, sebbene mostrino una maggiore capacità di recupero quando si verificano forti piogge. I principali fattori di questo calo sono una combinazione di meno piogge a causa del cambiamento climatico e un aumento del pompaggio per l'agricoltura e l'industria. Il ricercatore ha osservato che durante le gravi siccità, i livelli dell'acqua possono crollare drasticamente e, anche quando le piogge tornano, i livelli spesso non tornano ai livelli precedenti.

Mentre la quantità d'acqua diminuisce, anche la qualità peggiora. Lo studio ha tracciato diverse sostanze chimiche chiave e ha scoperto che l'acqua sta diventando più inquinata. I livelli di nitrati, che spesso derivano dai fertilizzanti usati nelle fattorie e dalle fogne, sono aumentati drasticamente. Nei cuori agricoli, la quantità di nitrati nell'acqua è aumentata di quasi il 12 percento ogni anno. Questo rappresenta un serio rischio per la salute, particolarmente per gli infanti, poiché alti livelli di nitrati possono impedire al sangue di trasportare ossigeno in modo efficace. Anche i livelli di sale stanno aumentando, specialmente nelle zone costiere dove l'acqua di mare spinge verso l'interno e nelle zone aride dell'entroterra dove l'evaporazione concentra i sali. L'acqua sta diventando anche leggermente più acida, un cambiamento legato alle attività minerarie e alla combustione del carbone. Questi cambiamenti non sono solo numeri su una pagina; significano che l'acqua che un tempo era sicura da bere sta diventando insicura e i pozzi che prima fornivano acqua sufficiente per una famiglia ora si stanno prosciugando.

Il ricercatore ha anche osservato come diversi tipi di roccia reagiscono a queste pressioni. Ha scoperto che le falde acquifere di roccia fratturata del Karoo sono le più vulnerabili alla perdita di volume d'acqua, mentre le falde costiere sono le più vulnerabili a diventare salate. Le falde dolomitiche, che contengono molta acqua, sono particolarmente sensibili all'inquinamento da nitrati perché l'acqua si muove attraverso di esse così velocemente da trasportare i contaminanti dalla superficie direttamente verso il basso fino alla riserva. Lo studio ha evidenziato che l'attuale modo di gestire l'acqua non sta tenendo il passo con questi cambiamenti. Molte aree vengono sovrautilizzate e i sistemi di monitoraggio che tracciano i livelli dell'acqua sono troppo radi per fornire un quadro accurato di ciò che sta accadendo. In molte parti del paese, semplicemente non ci sono abbastanza pozzi misurati per sapere se l'acqua è sicura o se sta finendo.

Per affrontare queste sfide, l'autore propone un nuovo approccio alla gestione delle acque sotterranee. Raccomanda di espandere la rete di pozzi di monitoraggio, specialmente nelle province del Northern Cape e del Northwest, che sono attualmente meno studiate. Suggerisce l'uso di tecnologie moderne, come satelliti e sensori automatizzati, per ottenere una visione più chiara e frequente dei livelli e della qualità dell'acqua. Lo studio chiede anche regole più severe su quanto l'acqua possa essere pompata, in particolare nelle aree in cui l'acqua è già scarsa, e una migliore protezione del terreno sopra le fonti d'acqua per prevenire l'inquinamento. Infine, sottolinea la necessità di coinvolgere le comunità locali nel monitoraggio, poiché agricoltori e residenti sono spesso i primi a notare i cambiamenti nei loro pozzi locali.

Il quadro che emerge da questa revisione è quello di una risorsa sotto forte stress. L'acqua sotterranea del Sudafrica è una linea di vita per milioni di persone, ma viene esaurita più velocemente di quanto possa essere reintegrata e la sua qualità sta svanendo. Lo studio non afferma che la situazione sia senza speranza, ma chiarisce che l'attuale percorso non è sostenibile. Senza uno sforzo sistematico per monitorare l'acqua più da vicino, gestire il pompaggio con più cura e proteggere il terreno sopra le falde acquifere, il paese rischia di perdere una parte critica della sua sicurezza idrica. Le scoperte fungono da appello all'azione, esortando decisori politici e scienziati a lavorare insieme per garantire che questa risorsa nascosta rimanga disponibile per le generazioni future.