Infiltrasi dan air tanah

Air tawar di bawah tanah lebih banyak daripada gabungan seluruh danau air tawar dan sungai dunia, lebih dari seratus kali lipat.

Bukan sungai bawah tanah

Banyak orang membayangkan air tanah sebagai sungai dan danau di dalam gua. Beberapa memang ada di daerah batu kapur, tetapi sebagian besar air tanah tidak seperti itu. Dalam USGS, air tanah dibandingkan dengan air di dalam spons. Air mengisi ruang kecil di antara butir pasir dan kerikil serta retakan batuan. Gali lubang di pantai dan dasarnya akan terisi air: kamu telah mencapai batas di bawahnya pasir penuh air.

Dari permukaan ke muka air tanah

Infiltrasi adalah peresapan hujan ke dalam tanah. Sebagiannya tetap di lapisan atas sebagai kelembapan tanah, diserap akar, lalu dikembalikan tumbuhan ke udara melalui transpirasi. Sisanya terus bergerak ke bawah, yang disebut perkolasi oleh ahli hidrologi, melalui zona dengan celah berisi udara dan air. Akhirnya air mencapai kedalaman tempat setiap celah penuh air. Batas atas zona jenuh itu adalah muka air tanah, yang digambarkan sebagai garis putus-putus pada model.

Muka air tanah tidak datar. Bentuknya kurang lebih mengikuti daratan di atasnya, lebih tinggi di bawah bukit dan lebih rendah di dekat lembah, tetapi lebih landai. Di tempat muka air tanah bertemu permukaan terbentuk mata air, lahan basah, dan sungai yang tetap mengalir saat cuaca kering. Batuan atau sedimen yang menyimpan dan mengalirkan cukup air untuk memasok sumur disebut akuifer. Pasir dan kerikil menjadi akuifer yang baik; lempung menyimpan air tetapi mengalirkannya begitu lambat sehingga menjadi penghalang.

Lambat, dalam, dan besar

Gravitasi dan tekanan mendorong air tanah menuruni lereng serta menyamping melalui celah. Dalam USGS dijelaskan bahwa air kembali muncul di permukaan, masuk ke sungai dan samudra untuk menjaga siklus terus berlangsung. Karena bergerak sangat lambat, air tanah dapat bertahan di bawah tanah selama bertahun-tahun atau bahkan ribuan tahun. Air tanah merupakan simpanan air tawar terbesar kedua setelah es. Dalam tabel USGS, air tanah tawar berjumlah sekitar 10 530 000 km³, yaitu 30.1% seluruh air tawar dan lebih dari seratus kali gabungan danau air tawar serta sungai yang berjumlah 93 100 km³.

Karena itu, air tanah berharga dan mudah disalahgunakan. Menurut NOAA, sebagian sumber membutuhkan waktu lama untuk terisi kembali. Memompa lebih cepat daripada pengisian akuifer oleh hujan dapat menurunkan muka air tanah, mengeringkan sumur dan mata air, serta mengurangi aliran sungai yang bergantung padanya. Pencemaran merupakan risiko lain: zat yang meresap ke tanah bersama hujan, seperti bahan bakar atau pupuk, dapat terbawa air tanah selama bertahun-tahun.

Tidak semua air tanah tawar. Dalam tabel USGS, sekitar 12 870 000 km³ air tanah bersifat asin, sedikit lebih banyak daripada bagian tawarnya. Sumur bekerja dengan menjangkau bagian di bawah muka air tanah, sehingga air mengalir dari celah di sekitarnya ke lubang sumur. Pemompaan menurunkan muka air di sekitar sumur dalam bentuk kerucut, dan banyak sumur yang dipompa berdekatan dapat menurunkan muka air tanah di seluruh wilayah. Di dekat pantai, air tanah tawar yang mengalir menuju laut bertemu air asin di bawahnya, dan pemompaan berlebihan dapat menarik air asin itu ke dalam sumur.