El agua subterránea, no las capas de hielo, es el depósito de agua más grande de la Tierra

agua subterránea

El agua subterránea constituye aproximadamente el 60% del agua de la Tierra

Existen grandes volúmenes de agua principalmente salina y no potable en la zona de 2 a 10 kilómetros de profundidad

Una nueva investigación duplica con creces el volumen estimado de agua subterránea antigua y salada almacenada en las profundidades de la corteza terrestre.

Alrededor de 24 millones de kilómetros cúbicos de agua subterránea residen dentro de los dos kilómetros superiores de la corteza terrestre. Esta agua subterránea poco profunda es la que usamos para beber e irrigar, y es principalmente agua dulce. Pero debajo de eso hay grandes depósitos de salmuera, algunos de ellos de cientos de millones a más de mil millones de años, encerrados en las rocas. La pregunta es: ¿Cuánta hay?

Un nuevo estudio estima que hay alrededor de 20 millones de kilómetros cúbicos de agua subterránea profunda, o lo suficiente para llenar alrededor de 4.800 Grandes Cañones. En combinación con estimaciones anteriores de aguas subterráneas menos profundas, la nueva investigación encuentra que el agua subterránea es el mayor depósito de agua en la Tierra, mide 44 millones de kilómetros cúbicos y supera el volumen de las capas de hielo de la Tierra.

"Esta estimación amplía nuestra comprensión conceptual y práctica de la cantidad de agua que contiene la Tierra, y agrega una dimensión completamente diferente al ciclo hidrológico", dijo Grant Ferguson, un hidrogeólogo de la Universidad de Saskatchewan que fue el autor principal del nuevo estudio, que publica informes de formato corto de alto impacto con implicaciones inmediatas que abarcan todas las ciencias de la Tierra y el espacio.

Si bien estas aguas subterráneas profundas no se pueden utilizar para beber o para riego, se necesitan estimaciones precisas del volumen y la conectividad de las aguas subterráneas profundas para planificar de manera segura otras actividades subterráneas, como la producción de hidrógeno, el almacenamiento de desechos nucleares y el secuestro de carbono. Los potenciales sitios de almacenamiento deben ser lo suficientemente grandes y estar sellados de los acuíferos superficiales para evitar la contaminación de las aguas subterráneas utilizables poco profundas.

Debido a que estos reservorios profundos pueden desconectarse de los acuíferos poco profundos, en algunos lugares la salmuera ha quedado atrapada durante períodos de tiempo geológicos. Además de ofrecer información sobre las condiciones pasadas en la superficie de la Tierra, estas aguas antiguas también pueden sustentar ecosistemas microbianos que todavía están activos en la actualidad. Dichas comunidades biológicas del subsuelo profundo informan la planificación de la misión para explorar posibles zonas habitables en otras partes del sistema solar.

Agua profunda y salada

Los científicos pueden estimar el volumen de agua subterránea profunda calculando cuánta agua pueden contener los diferentes tipos de rocas, que tienen diferente porosidad (cantidad de espacio vacío). Las estimaciones anteriores de aguas subterráneas profundas entre dos y 10 kilómetros solo se enfocaban en rocas cristalinas con baja porosidad, como el granito. El nuevo estudio agregó el volumen de rocas sedimentarias enterradas, que son más porosas que las cristalinas, que estimaron en alrededor de 8 millones de kilómetros cúbicos. Eso es aproximadamente 339 veces el volumen del lago Baikal.

Debido a que gran parte de esta agua subterránea es tan profunda y, a menudo, está dentro de rocas con permeabilidades muy bajas, el agua no puede circular o fluir fácilmente hacia la superficie, lo que la separa en gran medida del ciclo hidrológico del planeta. El agua salada puede ser alrededor de un 25% más densa que el agua de mar, lo que hace que sea muy difícil "enjuagar" el sistema. Pero las áreas con gran elevación cerca de baja elevación pueden tener diferencias de presión que permiten que el agua poco profunda fluya a mayores profundidades, como la presión del agua creada al almacenar agua en una torre de agua. Las aguas superficiales que probablemente hayan circulado a más de 2 kilómetros solo se han documentado en unos pocos lugares de América del Norte, con la circulación más profunda cerca de las Montañas Rocosas en el noroeste de Wyoming y el sur de Alberta.

Si bien es vasta, esta agua subterránea profunda no resolverá la escasez de agua en el mundo. No es factible depender de la desalación de esta salmuera y utilizarla como fuente de agua para beber o para riego, según los autores del estudio.

"Todavía tenemos este precioso y finito volumen de agua subterránea en el planeta Tierra que debemos proteger", dijo el hidrólogo Scott Jasechko de la Universidad de California-Santa Bárbara, que no participó en el nuevo estudio.

volumen de agua en la Tierra

Imagen: Al comparar los tamaños relativos de los depósitos de agua del planeta, el agua subterránea, tanto el agua dulce poco profunda como el agua salada más profunda, constituye aproximadamente el 60% del agua en la tierra, mientras que las capas de hielo están cerca del 40%. El nuevo estudio duplicó aproximadamente el tamaño del depósito de agua subterránea salina profunda. Crédito: AGU/Cartas de investigación geofísica

La vida encuentra un camino

El agua subterránea profunda es importante para almacenar los fluidos residuales de la producción de petróleo y gas y para el secuestro de carbono. Al cuantificar mejor cuán grandes son estos depósitos profundos, así como cuán desconectados están de las aguas subterráneas menos profundas, los científicos pueden determinar cuáles son más seguros de usar para el almacenamiento subterráneo a largo plazo.

Los nuevos hallazgos también podrían ayudar a la búsqueda de vida extraterrestre al permitir que los científicos estudien entornos similares en donde podrían existir comunidades microbianas en otros planetas. La vida microbiana puede sobrevivir en una variedad de entornos complejos, desde condiciones extremadamente ácidas hasta altas temperaturas, y las profundidades de la corteza terrestre no son una excepción: se han descubierto microbios a una profundidad de 3,6 kilómetros (2,2 millas) en la corteza continental.

Para Jennifer Biddle, microbióloga de la Universidad de Delaware que no participó en el estudio, duplicar las estimaciones de aguas subterráneas profundas también significa duplicar el tamaño potencial de la enigmática biosfera microbiana profunda.

"Si tienes agua líquida, es muy probable que haya microbios allí", dijo Biddle. Los organismos del subsuelo esencialmente sobreviven en el agua y las rocas en lugar de en el agua y la luz solar. "En estos sistemas microbianos, pueden vivir de [sustancias químicas]. Siempre que haya sustancias químicas alrededor que puedan juntar de manera que produzcan energía, los microbios pueden usarla de por vida".

Esa flexibilidad significa que los microbios marcianos podrían estar escondidos en las aguas subterráneas de la corteza profunda del planeta rojo, si está allí.

"Si hay aguas subterráneas profundas en Marte, es completamente factible que si Marte estuvo habitado en el pasado, esas aguas subterráneas profundas podrían tener microbios remanentes", no muy diferente al agua antigua en la Tierra, dijo Biddle. "Así que los hábitats de aguas subterráneas profundas podrían ser excelentes análogos de otros cuerpos planetarios como Marte o Encelado, una luna de Saturno, que definitivamente tiene aguas profundas".

La investigación se publicó en la revista Geophysical Research Letters de la AGU: Crustal Groundwater Volumes Greater Than Previously Thought

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