Las sequías y la consiguiente pérdida de agua son la principal causa de su levantamiento
Sudáfrica se eleva lentamente del agua, hasta 2 milímetros al año, dependiendo de la región. Hasta ahora se había asumido que este fenómeno se debía al flujo del manto en la corteza terrestre.
Sin embargo, un estudio realizado por la Universidad de Bonn ofrece otra explicación: las sequías y la consiguiente pérdida de agua son la principal causa de este levantamiento del terreno.
La elevación de Sudáfrica se conoce desde hace años gracias a una red de receptores GPS permanentes. Su posición horizontal y su altura pueden determinarse con precisión milimétrica mediante datos satelitales.
"Estos datos muestran una subida promedio de 6 milímetros entre 2012 y 2020", explica el Dr. Makan Karegar, del Instituto de Geodesia y Geoinformación de la Universidad de Bonn, miembro del área de investigación transdisciplinaria Futuros Sostenibles.
Muchos investigadores sospechaban hasta ahora que esto se debía a un fenómeno geodinámico y asumían que bajo el manto de la Tierra en este subcontinente había una llamada pluma, una enorme estructura en forma de tubo que transporta material caliente a la superficie desde capas más profundas. Según esta teoría, el aumento de la masa podría provocar que la corteza terrestre se abulte y esto explicaría el cambio de altura.
"Sin embargo, ahora hemos probado otra hipótesis", afirma Karegar. "Creemos que también es posible que la pérdida de aguas subterráneas y superficiales sea responsable del levantamiento del terreno".
Imagen: Mapa topográfico de Sudáfrica con la ubicación de las estaciones base GNSS disponibles. Los triángulos de colores indican el movimiento vertical lineal a largo plazo (mm/año) en el sistema de referencia IGS14 a lo largo de toda la vida útil de la estación. Un histograma insertado muestra el número acumulado de estaciones base GNSS en funcionamiento continuo a lo largo del tiempo. Journal of Geophysical Research: Solid Earth (2025). DOI: 10.1029/2024JB030350
Levantamiento durante las sequías
En colaboración con Christian Mielke, la Dra. Helena Gerdener y el Prof. Dr. Jürgen Kusche del Instituto de Geodesia y Geoinformación, Karegar investigó esta teoría en el artículo recientemente publicado.
Durante su investigación, el equipo examinó, entre otras cosas, los patrones de precipitaciones en las diferentes regiones de Sudáfrica y se topó con algunos claros paralelismos en los datos: las áreas que habían sufrido sequías severas experimentaron un levantamiento de tierra particularmente pronunciado.
Los geodestas también compararon estos resultados con los datos de la misión satelital GRACE. Los equipos de medición de los satélites GRACE midieron regularmente cualquier cambio en las fuerzas gravitacionales en las regiones que acababan de sobrevolar desde la órbita.
"Estos resultados permiten calcular, entre otras cosas, la variación de la masa total de agua almacenada, incluyendo la suma del agua superficial, la humedad del suelo y el agua subterránea", explica Mielke. "Sin embargo, estas mediciones solo tienen una baja resolución espacial de varios cientos de kilómetros".
Imagen: El gráfico muestra las pérdidas y ganancias de agua en Sudáfrica entre 2012 y 2020. Cuanto más marrón es la región, mayor es la pérdida de agua. Los triángulos representan estaciones GPS. Un triángulo rojo significa que esta estación ha aumentado de altura desde 2012. Crédito: AG Kusche/Universidad de Bonn
Los datos satelitales respaldan la hipótesis de la sequía
Es posible dividir Sudáfrica en grandes zonas de planificación basándose en los datos de GRACE y luego calcular los valores promedio para cada zona. Aunque los satélites sólo proporcionan una imagen aproximada de la distribución del agua, también muestran claramente que cuanto menor es la masa de agua en una zona de planificación, mayor es la elevación en las estaciones GPS de esa zona.
Los modelos hidrológicos también respaldaron la hipótesis. Estos modelos pueden mostrar en una computadora la influencia de las sequías en el ciclo hidrológico con una resolución muy alta (a diferencia de los datos de GRACE).
"Estos datos también mostraron que el levantamiento del terreno podría explicarse principalmente por la sequía y la pérdida asociada de masa de agua", dice Mielke.
Si las masas de tierra se secan, la Tierra se abulta en esos lugares, de forma similar a una bola de espuma que previamente estuvo bajo presión (aunque en el caso de la tierra, la presión la ejercía el agua). Este efecto se puede utilizar para registrar la extensión de una sequía con más precisión que nunca, utilizando un método que es comparativamente económico y requiere menos esfuerzo.
Esto es especialmente importante porque gran parte de las reservas de agua se almacenan bajo la superficie terrestre. Desde hace mucho tiempo, la gente extrae esta agua subterránea mediante pozos para su uso como agua potable, para regar sus plantas y también para procesos industriales.
Los receptores GPS permanentes ahora permiten comprender el grado de agotamiento de estas reservas. De ser necesario, esta información podría utilizarse para decidir cuándo es el momento de comenzar a racionar este valioso recurso. Se espera que este problema se agrave en el futuro debido al cambio climático y al consiguiente cambio en los patrones de precipitaciones.
Sudáfrica también es un buen ejemplo. El país sufrió una devastadora sequía entre 2015 y 2019, cuando Ciudad del Cabo vivió bajo la amenaza inminente del "día cero": un día sin agua.
Los resultados se han publicado en la revista Journal of Geophysical Research: Solid Earth: GNSS Observations of the Land Uplift in South Africa: Implications for Water Mass Loss
