Scott Jasechko, Debra Perrone, Richard Taylor

إذا وقفت في أي نقطة تقريبًا على سطح الأرض، فهناك ماء يتحرك عبر الأرض تحت قدميك. توفر المياه الجوفية لحوالي نصف سكان العالم مياه الشرب ونصف كمية المياه المستخدمة تقريبًا لري المحاصيل. كما أنها تدعم الأنهار والبحيرات والأراضي الرطبة أثناء الجفاف. المياه الجوفية هي مورد متجدد، ولكن قد يستغرق الأمر عقودًا أو حتى قرون حتى تتعافى بعض الخزانات الجوفية بعد استنزافها. الفهم الحالي لهذا التحدي يعتمد بشكل رئيسي على أين وكم مرة يتم تسجيل قياسات مستويات المياه في الآبار.

في دراسة حديثة تم نشرها، قام فريقنا المكون من علماء البيانات والمتخصصين في المياه وخبراء السياسات بتجميع أول مجموعة بيانات على مستوى العالم لهذه المستويات. لقد قمنا بتحليل ملايين قياسات مستويات المياه الجوفية في 170 ألف بئر تقع في أكثر من 40 دولة، ورسمنا خريطة لكيفية تغير مستويات المياه الجوفية على مر الزمن.

لدراستنا نتيجتان رئيسيتان: الأولى، تبين أن استنزاف المياه الجوفية بسرعة هو ظاهرة منتشرة حول العالم وأن معدلات الانخفاض قد تسارعت في العقود الأخيرة، مع تسجيل انخفاض في المستويات بمقدار 20 بوصة أو أكثر سنويًا في بعض المواقع. الثانية، ومع ذلك، تكشف دراستنا أيضًا عن العديد من الحالات التي تم فيها اتخاذ إجراءات متعمدة لوقف استنزاف المياه الجوفية. تُظهر هذه النتائج أن المجتمعات ليست محكومًا عليها بالضرورة تصريف مواردها من المياه الجوفية، وأنه مع التدخلات في الوقت المناسب، يمكن لهذا المورد الهام أن يتعافى.

صورة كوكب متعطش

هناك العديد من العوامل التي تحدد مستويات المياه الجوفية، بما في ذلك الجيولوجيا والمناخ واستخدام الأراضي. ولكن المستويات المائية الجوفية التي تتناقص وتصبح أعمق وأعمق في مكان معين غالبًا ما تشير إلى أن الناس يضخون المياه من الأرض بسرعة أكبر من قدرة الطبيعة على تعويضها. بعض من الـ300 مليون قياس التي جمعناها تم تسجيلها بواسطة أجهزة قياس آلية. والعديد من القياسات الأخرى تم إجراؤها ميدانيًا بواسطة أشخاص حول العالم. وترسم هذه القياسات صورة مقلقة.

تظهر البيانات أن مستويات المياه الجوفية قد انخفضت منذ عام 2000 في أماكن أكثر بكثير مما ارتفعت فيها. في العديد من المواقع، خاصة في المناطق الجافة التي يتم زراعتها وريها بشكل مكثف، تتناقص مستويات المياه الجوفية بأكثر من 20 بوصة (0.5 متر) في السنة. من الأمثلة على ذلك أفغانستان، وتشيلي، والصين، والهند، وإيران، والمكسيك، والمغرب، وإسبانيا، وجنوب غرب الولايات المتحدة.

نتيجتنا الثانية والأكثر إثارة للقلق هي أنه في حوالي ثلث المناطق التي جمعنا فيها قياسات، تتسارع وتيرة انخفاض المياه الجوفية. التسارع في انخفاض المياه الجوفية شائع في المناخات الجافة حيث تُستخدم مساحات واسعة من الأرض للزراعة. هذا يوحي بوجود صلة محتملة بين الري الذي يعتمد على المياه الجوفية واستنزاف المياه الجوفية.

ماذا يحدث عندما يتم الإفراط في استخدام المياه الجوفية؟

تسبب الانخفاضات السريعة والمتسارعة في مستويات المياه الجوفية العديد من الآثار الضارة. يمكن أن تجف مصادر مياه الشرب من الآبار والينابيع عندما تنخفض مستويات المياه الجوفية. والأشخاص والمجتمعات الذين يعتمدون على هذه الآبار قد يفقدون الوصول إلى ما قد يكون مصدرهم الوحيد لمياه الشرب العذبة والمتاحة.

على سبيل المثال، تجف الآبار التي تزود المنازل بالمياه العذبة في وادي سان خواكين في كاليفورنيا، حيث تسارع استنزاف المياه الجوفية منذ أوائل عام 2000. من المرجح أن تستمر هذه المشكلة وتزداد سوءًا ما لم يتم اتخاذ إجراءات لتحقيق الاستقرار في احتياطيات المياه الجوفية.

الآبار التي تجف يمكن أن تهدد أيضًا إنتاج المحاصيل. لطالما اعتُبر استنزاف المياه الجوفية واحدًا من أكبر التهديدات للزراعة المروية العالمية، نظرًا لأن الآبار تزود ما يقرب من نصف المياه المستخدمة للري على مستوى العالم.

في المناطق التي تصرف فيها المياه الجوفية عادة إلى الأنهار، يمكن أن يؤدي انخفاض مستويات المياه الجوفية إلى عكس هذا التدفق وتسبب في تسرب الأنهار إلى المناطق الجوفية تحت السطح. هذا يؤثر على بيئة النهر ويقلل من إمدادات المياه في المناطق المنبع. في الولايات المتحدة، تكون الجداول المتسربة أكثر شيوعًا حيث تكون معدلات سحب المياه الجوفية عالية، مما يبرز كيف أن ضخ المياه الجوفية يمكن أن يقلل بشكل مباشر من كمية المياه التي تتدفق تحت الأرض إلى الأنهار القريبة.

انخفاض مستويات المياه الجوفية يمكن أن يؤدي أيضًا إلى انخفاض سطح الأرض. لقد زادت ظاهرة هبوط الأرض من مخاطر الفيضانات في العشرات من المدن الساحلية حول العالم، بما في ذلك جاكرتا، وطوكيو، وإسطنبول، ومومباي، وأوكلاند، ومنطقة خليج تامبا في فلوريدا.

بعيدًا عن الساحل، يمكن أن يسبب هبوط الأرض أضرارًا للبنية التحتية. يشكل هذا تحديًا حرجًا في المناطق التي انخفضت فيها مستويات المياه الجوفية، بما في ذلك طهران ومدينة مكسيكو. في العديد من الحالات، السبب الرئيسي هو الضخ المفرط للمياه الجوفية.

أخيرًا، يمكن أن يؤدي انخفاض المياه الجوفية إلى تحرك مياه البحر إلى الداخل تحت الأرض وتلويث أنظمة المياه الجوفية الساحلية، وهي عملية تُعرف باسم تسرب مياه البحر. عندما تتسرب مياه البحر، يمكن أن تصبح الخزانات الجوفية الساحلية مالحة جدًا بحيث لا يمكن استخدامها لمياه الشرب دون إزالة الملوحة عن طريق عمليات تتطلب الكثير من الطاقة.

كيفية تجديد إمدادات المياه الجوفية

وجدنا أيضًا أماكن تتعافى فيها مستويات المياه الجوفية. تضمنت الاستراتيجيات التي استخدمتها المجتمعات لتجديد مصادر المياه الجوفية تطوير إمدادات مائية بديلة جديدة، مثل: الأنهار المحلية، واعتماد سياسات لتقليل الطلب على المياه الجوفية، وتجديد الخزانات الجوفية عمدًا بمياه السطح.

مدينة إل دورادو، أركنساس، شهدت انخفاضًا في مستويات المياه الجوفية بمقدار حوالي 200 قدم (60 مترًا) من عام 1940 حتى عام 2000 حيث قامت الصناعات المحلية بضخ الماء من الخزان الجوفي. في عام 1999، تم وضع سياسة جديدة أنشأت هيكل رسوم للضخ، مما منح الشركات حافزًا للبحث عن مصدر مياه جديد. بحلول عام 2005، تم بناء خط أنابيب لتحويل المياه من نهر أواشيتا إلى إل دورادو. قلل هذا المصدر الجديد الطلب على المياه الجوفية، ومنذ عام 2005، ارتفعت مستويات المياه الجوفية في المنطقة.

في بانكوك، تم حفر العديد من الآبار الخاصة للاستخدامات المنزلية والصناعية أو التجارية بين عامي 1980 و2000 بحيث تضاعف ضخ المياه الجوفية وانخفضت مستويات المياه الجوفية. رد المسؤولون بمضاعفة رسوم استخراج المياه الجوفية أربع مرات بين عامي 2000 و2006. وانخفض إجمالي ضخ المياه الجوفية، وبدأت المستويات تتعافى حيث بدأ المستخدمون في العثور على مصادر مياه أخرى.

في وادٍ بالقرب من توكسون في أريزونا، انخفضت مستويات المياه الجوفية بمقدار 100 قدم (30 مترًا) نتيجة لزيادة السحب لأغراض الري بعد عام 1940. للمساعدة في تجديد المياه الجوفية المستنزفة، تم بناء أحواض تسرب. تُملأ هذه الأحواض بالمياه من نهر كولورادو التي يتم نقلها مئات الأميال إلى المنطقة عبر قنوات. عند تسرب هذه الأحواض، فإنها تعيد ملء الخزان الجوفي المستنفد. بسبب هذه الأحواض المتسربة، ارتفعت مستويات المياه الجوفية في الوادي بمقدار حوالي 200 قدم (60 مترًا) في بعض الأماكن.

تُظهر تحليلاتنا أهمية مراقبة مستويات المياه الجوفية في العديد من المواقع. مع تراجع مستويات المياه الجوفية في العديد من الأماكن، تحتاج المجتمعات والأعمال التجارية التي تعتمد عليها إلى معلومات دقيقة حول إمدادات المياه لديها حتى تتمكن من التصرف في الوقت المناسب لحمايتها.