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

A água é o sangue vital do Arizona, um estado onde o sol castiga desertos vastos e o Rio Colorado é uma promessa distante, por vezes pouco confiável. Durante décadas, as pessoas que vivem lá têm dependido fortemente da água escondida sob seus pés, bombeando-a de profundos reservatórios subterrâneos para beber, cultivar alimentos e manter suas cidades funcionando. Mas este suprimento oculto não é infinito e está mudando de formas que são difíceis de ver da superfície. Para entender o que está acontecendo, cientistas recorreram a uma ferramenta única: satélites que podem pesar a Terra. Esses satélites, parte de uma missão chamada GRACE, não tiram fotos do solo; em vez disso, medem pequenas mudanças na gravidade causadas pelo movimento da água. Quando uma região perde uma quantidade massiva de água, a terra torna-se ligeiramente mais leve, e os satélites conseguem detectar esse deslocamento. Essa capacidade de ver o fluxo invisível de água através de paisagens inteiras abriu uma nova janela para entender como os sistemas hídricos do nosso planeta estão se comportando.

No entanto, observar esses dados apresenta um quebra-cabeça complexo. Quando cientistas veem uma queda constante nos níveis de água subterrânea ao longo de vinte anos, é difícil dizer se um período seco é apenas uma seca temporária — uma escassez de curto prazo em comparação ao normal — ou se é parte de um problema muito mais profundo e de longo prazo, onde a água está simplesmente desaparecendo para sempre. Imagine tentar ouvir uma única batida de tambor em uma música que está ficando cada vez mais silenciosa a cada segundo; sem ajustar para o volume que diminui, você poderia pensar que cada batida é fraca, quando, na realidade, algumas batidas são tão altas quanto costumavam ser, mas o ruído de fundo mudou. No Arizona, essa confusão importa porque as soluções para uma seca temporária são muito diferentes das soluções para uma perda permanente de água. Se os gestores tratarem um declínio de longo prazo como uma seca temporária, eles podem esperar por uma chuva que nunca vem. Se tratarem um período seco temporário como uma perda permanente, eles podem entrar em pânico e fazer cortes desnecessários nos suprimentos de água.

Um novo estudo liderado por Md Rayhan, da Universidade de Engenharia e Tecnologia de Bangladesh, aborda exatamente este problema ao analisar seis regiões específicas no Arizona conhecidas como Áreas de Gestão Ativa. Essas áreas, que incluem grandes cidades como Phoenix e Tucson, bem como zonas rurais como Douglas e Prescott, são os lugares onde o estado regula rigorosamente o uso da água. O pesquisador analisou vinte e um anos de dados, de 2002 a 2023, para separar o declínio lento e constante do lençol freático das quedas agudas e temporárias causadas pela seca. O estudo confirma o que muitos suspeitavam: todas essas seis regiões estão perdendo água subterrânea a uma taxa significativa. Os níveis de água estão caindo em quantidades que variam de cerca de cinco a oito milímetros todos os anos, um declínio constante que acontece independentemente de estar chovendo ou não. Isso é a depleção secular, a perda de armazenamento de longo prazo que se acumula ao longo do tempo.

Mas o verdadeiro avanço do estudo vem de como o pesquisador observou os dados após remover esse declínio de longo prazo. Ao suavizar matematicamente a queda constante, o cientista pôde ver a verdadeira forma das secas que estavam escondidas por baixo. Sem esse ajuste, uma forma padrão de medir a seca teria sugerido que todo o período após 2019 foi um único desastre ininterrupto. Uma vez que a tendência de longo prazo foi removida, um quadro diferente emergiu. Os dados revelaram que, embora a água esteja de fato desaparecendo a longo prazo, as secas são eventos distintos que vêm e vão. Algumas regiões enfrentam secas que são frequentes, mas relativamente curtas e leves, enquanto outras enfrentam menos secas, porém muito mais longas e severas.

O estudo descobriu que as seis regiões não sofrem todas da mesma maneira. As áreas ao redor de Prescott e Phoenix, por exemplo, experimentam menos eventos de seca, mas quando eles ocorrem, duram mais e atingem com mais força. As secas mais profundas nessas áreas viram os níveis de água caírem para quase quatro vezes a variação normal abaixo da linha de tendência. Em contraste, as regiões de Douglas, Tucson e Santa Cruz enfrentam secas que acontecem com mais frequência, mas esses eventos tendem a ser mais curtos e menos intensos. Apesar dessas diferenças na forma como as secas são sentidas, o estudo mostra que as regiões ainda estão conectadas; quando uma área fica seca, as outras frequentemente a seguem, sugerindo que um padrão climático de grande escala está afetando todo o estado. No entanto, a resposta local varia, o que significa que uma abordagem de tamanho único para a gestão da água falharia em abordar as necessidades específicas de cada comunidade.

Talvez a descoberta mais importante seja que a classificação de quais áreas estão em maior perigo muda dependendo de como você olha para o problema. Se você olhar apenas para a velocidade do declínio de longo prazo, Douglas é a área mais estressada, perdendo água mais rápido do que qualquer outra. No entanto, se você olhar para a severidade das secas temporárias, Phoenix sobe na lista de preocupação. Phoenix tem a taxa mais lenta de perda de água de longo prazo, mas sofre de alguns dos eventos de seca mais intensos e prolongados quando o declínio de longo prazo é levado em conta. Essa distinção é vital para os gestores de água. Significa que uma cidade como Phoenix, que pode parecer mais segura porque seu lençol freático está descendo lentamente, na verdade enfrenta um alto risco de escassez temporária severa que exige planejamento de emergência imediato. Consequentmente, Douglas enfrenta um esgotamento constante e contínuo que exige estratégias de longo prazo para reduzir o uso de água permanentemente.

A pesquisa também introduziu uma forma de medir a quantidade total de água que foi perdida e nunca recuperada. Ao rastrear o quanto os níveis atuais de água caíram abaixo dos níveis mais altos já registrados, o estudo mostrou que algumas áreas, particularmente Prescott e Douglas, caíram mais de duzentos milímetros abaixo de seus máximos históricos. Isso não é apenas uma queda temporária; é uma perda cumulativa que representa uma mudança fundamental na saúde do aquífero. O estudo conclui que, para gerir a água com sabedoria no Arizona, os oficiais precisam parar de tratar a depleção e a seca como a mesma coisa. Eles precisam usar ferramentas que possam distinguir entre um vazamento lento e constante e um período seco súbito e agudo. Ao separar esses dois processos, o estudo fornece um mapa mais claro dos riscos que enfrentam o suprimento de água do estado, oferecendo uma base para decisões que podem proteger tanto as necessidades imediatas da população quanto a sobrevivência a longo prazo dos reservatórios subterrâneos.