Infiltrazione e acque sotterranee

Nel sottosuolo c'è oltre cento volte più acqua dolce che in tutti i laghi e fiumi d’acqua dolce del mondo messi insieme.

Non un fiume sotterraneo

Molti immaginano le acque sotterranee come fiumi e laghi nelle grotte. Alcuni esistono nelle zone calcaree, ma la maggior parte delle acque sotterranee è ben diversa. Lo USGS le paragona all'acqua in una spugna. Riempiono i piccoli spazi fra granelli di sabbia e ghiaia e le fratture nella roccia. Scava una buca sulla spiaggia e il fondo si riempie d'acqua: hai raggiunto il livello sotto il quale la sabbia è piena d'acqua.

Dalla superficie alla superficie freatica

L'infiltrazione è l'ingresso della pioggia nel terreno. Una parte resta nello strato superiore come umidità del suolo: le radici la assorbono e le piante la restituiscono all'aria con la traspirazione. Il resto continua a scendere, in un processo chiamato percolazione dagli idrologi, attraverso una zona in cui gli spazi contengono sia aria sia acqua. Alla fine raggiunge una profondità dove ogni spazio è pieno. Il limite superiore di questa zona satura è la superficie freatica, rappresentata nel modello da una linea tratteggiata.

La superficie freatica non è piatta. Segue approssimativamente la forma del terreno sovrastante, più alta sotto le colline e più bassa vicino alle valli, ma con dislivelli più dolci. Dove incontra la superficie si trovano sorgenti, zone umide e fiumi che continuano a scorrere durante i periodi asciutti. Una roccia o un sedimento che contiene e lascia passare acqua sufficiente ad alimentare un pozzo si chiama acquifero. Sabbia e ghiaia formano buoni acquiferi; l'argilla trattiene acqua ma la lascia passare così lentamente da agire come una barriera.

Lente, profonde e abbondanti

Gravità e pressione spingono le acque sotterranee verso il basso e lateralmente attraverso gli spazi. Lo USGS descrive come riemergano in superficie, nei fiumi e negli oceani, mantenendo in movimento il ciclo. Poiché si muovono lentamente, possono restare nel sottosuolo per anni o perfino migliaia di anni. Sono il secondo serbatoio di acqua dolce dopo il ghiaccio. La tabella USGS indica circa 10 530 000 km³ di acque sotterranee dolci, il 30.1% di tutta l'acqua dolce e oltre cento volte i 93 100 km³ contenuti nei laghi dolci e nei fiumi.

Le acque sotterranee sono quindi preziose e facili da sfruttare male. La NOAA spiega che alcune riserve richiedono molto tempo per ricostituirsi: pompare più rapidamente di quanto la pioggia ricarichi un acquifero può abbassare la superficie freatica, prosciugare pozzi e sorgenti e ridurre la portata dei fiumi che ne dipendono. L'inquinamento è l'altro rischio: sostanze che penetrano nel terreno con la pioggia, come carburanti o fertilizzanti, possono viaggiare per anni con le acque sotterranee.

Non tutte le acque sotterranee sono dolci. Nella tabella USGS circa 12 870 000 km³ sono saline, poco più della parte dolce. Un pozzo funziona raggiungendo una profondità sotto la superficie freatica, così l'acqua scorre dagli spazi circostanti nella buca. Il pompaggio abbassa il livello dell'acqua intorno al pozzo formando un cono; molti pozzi vicini possono abbassare la superficie freatica in un'intera regione. Vicino alla costa, l'acqua dolce sotterranea diretta al mare incontra acqua salata sottostante: pompare troppo può richiamare quell'acqua salata nei pozzi.