Sumideros: Nuevos Estudios De Investigación Para Una Comprensión Más Profunda

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Al cablear el suelo a medida que avanza un huracán, benjamin schwartz aprende lo que el agua hace bajo tierra.

Debajo del terreno de Kentucky, Illinois y Virginia se encuentra una roca torturada químicamente que se combina con prácticas agrícolas para causar estragos en el agua potable.

Armado con aparatos electrónicos el verano pasado, Benjamin Schwartz condujo su camioneta con tracción a las cuatro ruedas a un campo en McCoy, Virginia, durante el huracán Iván para luchar.

Primero, conectó su computadora portátil y un sensor de electricidad a la batería de su camión. Luego hundió alfileres de metal en el suelo y los conectó para crear un campo eléctrico debajo del suelo.

Las mediciones de cómo y dónde fluyen los flujos de electricidad le permitieron crear un mapa subterráneo de cuándo y dónde las aguas pluviales inundadas entraron y se agruparon en hoyos y fisuras ocultas, llamados hundimientos, en la roca de fondo debajo del suelo superficial, hasta una profundidad de 15 metros. Los hidrólogos necesitan saber cómo fluye el agua en los sumideros porque conducen a las capas más profundas de piedra caliza que almacenan el agua.

Flujo extraño

Podría pensar que el agua ingresa a los sumideros y fluye a su punto más bajo, luego fluye hacia el acuífero de piedra caliza, llenándose como un vaso subterráneo de agua.

En cambio, los hallazgos iniciales de Schwartz son que el agua entra en los sumideros más arriba.

"Vi que la lluvia no solo se estaba hundiendo como una esponja", dijo. WordsSideKick.com. "Estaba siguiendo caminos de flujo en el suelo. Esencialmente, no solo el lecho de roca debajo de un hundimiento es heterogéneo, también lo es el propio sumidero".


El mayor daño causado por los sumideros tiende a ocurrir en Florida, Texas, Alabama, Missouri, Kentucky, Tennessee y Pennsylvania. Este sumidero, visto desde arriba, se abrió rápidamente en Florida, aparentemente comiendo una piscina, alguna carretera y edificios. Crédito: USGS

También descubrió que el agua que usualmente toma semanas y meses para moverse a través del área se estaba moviendo en cuestión de días. Schwartz espera medir la velocidad exacta del agua más adelante.

Schwartz, un estudiante graduado en Virginia Tech, también quiere realizar más experimentos para modelar el flujo de agua en tres dimensiones alrededor de un sumidero. Si puede resolverlo, será el primero en comprender cómo fluye el agua a través de los pesticidas y las tierras de cultivo cargadas de fertilizantes en un sumidero individual y el primero en tener datos sólidos para recomendaciones sobre cómo manejar las prácticas agrícolas para minimizar la contaminación de las aguas subterráneas.

El peligro

Los sumideros se forman con el tiempo a medida que el agua superficial ácida encuentra un camino de menor resistencia a través de la piedra caliza, que se disuelve más fácilmente que otras rocas, expandiendo las uniones y causando que pequeñas fracturas crezcan a veces en cuevas subterráneas serpenteantes. El suelo de la superficie que se encuentra arriba se hunde repentinamente, o cráteres.

Dependiendo de dónde ocurra un hundimiento, puede tragarse catastróficamente casas y edificios. Los terrenos que incluyen sumideros y características de cuevas relacionadas se llaman paisajes kársticos.

Eventualmente, Schwartz espera generalizar el estudio del flujo de agua en un solo sumidero a otros sumideros. Esa información podría usarse para descubrir la mejor manera de administrar el uso agrícola de los sumideros para minimizar la contaminación del agua subterránea.

"Mi objetivo no es decir, dejar de usar karst", dijo Schwartz. "Solo estoy tratando de averiguar si hay una manera de administrar el uso de karst que minimice la contaminación".

Problema de contaminacion

Los paisajes kársticos son más sensibles a la contaminación en algunos aspectos y menos en otros, dice William Orndorff, del Departamento de Conservación y Recreación de Virginia. Supervisa el Proyecto de Karst del Departamento y ha investigado con Schwartz.

"Debido a que los sistemas kársticos pueden considerarse como una red de tuberías y tanques integrados, el lavado de contaminantes puede ser mucho más rápido que, por ejemplo, en un medio poroso o en un acuífero de roca fracturada", dijo Orndorff en una entrevista por correo electrónico. "Sin embargo, esto también hace que sea más difícil contener un derrame ya que el agua puede moverse varias millas por día en un sistema kárstico".

Otros contaminantes tienden a descansar en las cavidades de los sumideros durante largos períodos de tiempo, disolviéndose en las aguas subterráneas.

"A la larga, tal contaminación podría tener graves consecuencias tanto para el consumo humano como para los hábitats de especies acuáticas adaptadas a las cuevas, muchas de las cuales son raras", dijo, y se encuentran solo en un lugar.

Orndorff es optimista ahora que los científicos están abordando directamente el tema del karst y la seguridad del agua subterránea. "En última instancia, la voluntad política, la competencia técnica, la economía y la suerte determinarán en qué medida se reducirá la amenaza de contaminación del agua subterránea kárstica", dijo.


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