Un equipo internacional, en el que participa el profesor de la Facultad de Física de la Universidad de Santiago de Compostela, Gonzalo Míguez Macho, acaba de publicar un artículo en la revista Science que compila observaciones alrededor de todo el planeta respecto de la profundidad de la capa freática a partir de informaciones de archivos gubernamentales y de la literatura científica existente.

Las aguas subterráneas próximas a la superficie tienen mucha importancia para los ecosistemas terrestres al ayudar a mantener el caudal de los ríos o el suelo húmedo en épocas de ausencia de lluvia, por citar dos ejemplos. A mayores, son aspectos con incidencia en el clima. A pesar de su importancia, poco se sabía de la distribución de la capa freática, franja que separa el suelo oxigenado, próximo a la superficie del terreno, de los acuíferos.

Investigadores de la Universidad Rutgers (New Jersey, EE UU) y de la Universidad de Santiago de Compostela (USC) han desarrollado un mapa mundial de la profundidad de estas aguas subterráneas que publica la revista Science. El trabajo cubre incluso zonas sin datos “para así poder inferir patrones espaciales y procesos a partir de un modelo hidrológico de aguas subterráneas forzado por el clima, la topografía y el nivel del mar actuales”, señalan los expertos.

Según sus resultados, entre el 22 y el 32% de la superficie emergida global se encuentra influida por una capa freática poco profunda, incluyendo aproximadamente el 15% de zonas con agua superficial alimentada por las aguas subterráneas, y entre un 7 y un 17% de áreas con la capa freática accesible a las raíces de las plantas.

Estos datos permiten afirmar, según Gonzalo Míguez, investigador de la USC, que la capa freática es lo suficientemente poco profunda en una fracción significativa –de entre el 22 y el 32%– de los continentes como para influir en los ecosistemas terrestres directamente.

Cuando esta capa es poco profunda interactúa de diversas maneras con las zonas superficiales: proporcionando agua a ríos y lagos y manteniendo ecosistemas acuáticos en períodos secos. Asimismo, impide el drenaje del terreno y crea las condiciones de suelo saturado que caracterizan a los humedales, e incluso proporcionando agua a las plantas para la fotosíntesis en condiciones de sequía.

Principales resultados

"Las aguas subterráneas tienen una extendida y estructurada influencia a escala global en la hidrología y ecosistemas terrestres”
Los resultados del modelo aplicado permiten observar una serie de patrones espaciales a escala global, regional y local. En el primero caso, el nivel del mar es dominante y un cinturón de zonas con aguas subterráneas someras rodea los continentes, más ancho allí donde hay llanuras costeras.

En la escala regional, la influencia del clima se manifiesta de manera que las regiones más secas tienden a tener una capa freática más profunda que las húmedas.

A modo de ejemplo, los investigadores señalan el caso de los desiertos destacándolos cómo zonas donde, en general, no hay muchos lugares con aguas subterráneas someras. También apuntan la influencia del terreno, ya que las zonas más llanas, con un drenaje más lento, presentan grandes extensiones de humedales, como la zona de la Amazonía central y otras zonas bajas de Sudamérica.

En el caso de la escala más local, el estudio destaca que la topografía domina a la influencia del clima y así, “debido al flujo del agua subterránea de las zonas altas a las bajas, los valles tienden a presentar capas freáticas poco profundas, incluso en zonas relativamente áridas o desiertos (oasis)”. En conjunto, el investigador de la USC considera que los resultados sugieren que las aguas subterráneas tienen “una extendida y estructurada influencia a escala global en la hidrología y ecosistemas terrestres”.

La capa freática y el clima

Las implicaciones de un mejor conocimiento en torno a la capa freática son múltiples, de las cuales los investigadores han querido destacar su incidencia en el clima.

Los humedales son la fuente principal de metano en la atmósfera, uno de los gases de invernadero más potentes. Además, cuando la energía del sol se concentra en la evaporación de agua del suelo y en realizar la fotosíntesis no se invierte en calentar el terreno y, por lo tanto, las temperaturas en la zona baja de la atmósfera son menores.

En el artículo se presentan observaciones de la profundidad de la capa freática de 1.603.781 pozos, a partir de archivos gubernamentales e información publicada en la literatura científica. Existen datos abundantes de América del Norte y en varios países europeos así como en Australia, pero muy escasa en relación a Asia y especialmente de África.

Para cubrir estas últimas zonas no observadas, los investigadores utilizaron un modelo hidrológico de aguas subterráneas forzado por clima, el terreno y el nivel actual del mar. El objetivo era obtener una imagen global a alta resolución (~1 km), sin tener en cuenta las complejidades geológicas locales, de la profundidad de la capa freática en equilibrio con el clima, la topografía y el nivel del mar, es decir, “en estado natural, sin intervención humana debida a las extracciones para regadío u otros usos”, explica el docente de la USC.

El desarrollo del modelo presentado en la revista Science es fruto de una larga y estrecha colaboración entre la profesora Y. Fan y Gonzalo Míguez Macho, y han contado con apoyo del Centro de Supercomputación de Galicia (Cesga).