Dno vyprahlého kalifornského údolí Central Valley se propadá. Příčinou je, že masivní čerpání podzemní vody pro zemědělství i města vede k sesedání půdy. Nová studie Stanfordovy univerzity ukazuje, že toto propadání bude pravděpodobně pokračovat po desetiletí až staletí, i kdyby se pokles spodních vod podařilo zastavit. K zastavení propadů bude třeba, aby se hladina vody zvýšila.
„Pokud se nepodaří zajistit, aby se hladiny těchto vodních zdrojů vrátily zpět na dřívější hodnoty, bude se půda propadat, potenciálně o desítky centimetrů ročně, a to po celá desetiletí. Ale pokud se zvednou, tak se téměř okamžitě situace zlepší,“ uvedl hlavní autor nové studie Matthew Lees. Jeho výzkum vyšel 2. června v časopise Water Resources Research.
Studie zkoumala důsledky sucha, které se v tomto státě rok od roku zhoršuje. Měnící se klimatické podmínky tam totiž nahrávají stále teplejšímu počasí a nedostatku srážek. První čtyři měsíce roku 2022 znamenaly v Kalifornii nejsušší začátek roku od roku 1895. Hladiny v nádržích jsou tak nízké, že už druhý rok po sobě je řada míst závislých na zavlažování z federální sítě nádrží a kanálů připravená na to, že z ní letos žádnou vodu nedostanou. Jedná se přitom přibližně o tři miliony akrů zemědělské půdy.
Tápání ve tmě
„Je klíčové lépe porozumět základním mechanismům, které řídí vztahy mezi hladinou spodní vody a deformací zemského povrchu,“ uvedla další autorka studie Rosemary Knightová.
Problém je v Kalifornii způsobený tím, že na povrchu je málo vody. Zemědělci ji ale nutně potřebují k tomu, aby zavlažovali úrodu – a nejvíc ji potřebují během vegetačního období, kdy jí je ale současně nejméně. Když tedy zemědělci vodu nenajdou v nádržích, získávají ji ze země, těží zásoby té podzemní.
Když ze země zmizí voda, vrstvy půdy sesednou, stanou se koncentrovanějšími a hutnějšími – a povrch tedy poklesne.
Údolí Central Valley produkuje přibližně čtvrtinu potravin v USA, je tedy klíčové pro americkou potravinovou soběstačnost i stabilitu cen jídla. Současně se tu nachází většina z kalifornských podzemních rezervoárů vody, které jsou podle přelomového kalifornského zákona z roku 2014 označené jako kriticky ohrožené nadměrným čerpáním. Tento zákon vyžaduje, aby se do roku 2040 vyrovnaly odběry a zásoby podzemních vod na vybraných místech.
Země není pevná
„Zdánlivě nehybný pevný povrch, na němž žijeme, je ve skutečnosti dynamický a pohyblivý a neustále se mění. Tyto změny zasahují do našeho života mnohem více, než si většina z nás uvědomuje,“ řekl Lees. „Problém s poklesy půdy je skvělým příkladem.“
Nový výzkum simuloval 65 let propadání půdy poblíž města Hanford v údolí San Joaquin Valley, které tvoří zhruba jižní polovinu rozsáhlého údolí Central Valley. Simulace vyšla z kombinace satelitních dat o poklesu půdy, záznamů ze soukromých vrtů a měření hladiny vody z 50. let 20. století. Výsledkem je fyzikální model podloží oblasti, včetně vrstev sedimentů a jílů, které se při poklesu hladiny vody zhutňují podobně jako vymačkaná houba.
Výsledky naznačují, že vrstvy půdy v celém údolí se budou zhutňovat, a tedy propadat ještě celé desítky let až staletí poté, co se hladina vody stabilizuje. „To je hodně důležité zjištění,“ píší ve studii autoři. Plány udržitelného hospodaření pro tuto oblast totiž až doposud předpokládaly, že poklesu půdy zabrání i pouhá stabilizace podzemní vody. „Jenže tento předpoklad je chybný,“ upozornila Knightová. Pokles se zpomalí pouze tehdy, pokud zásoby v podzemních vodních nádržích ze srážek nebo z řízených projektů doplňování vody začnou převyšovat odběry.
Nové modelování také ukazuje, že zhutnění v nejhlubší vrstvě systému podzemních vod má na svědomí více než 90 procent poklesů ve studované oblasti za posledních dvacet let. „Pokud je zásadní zabránit poklesu půdy, pak je mnohem lepší čerpat vodu z mělké zóny než z hluboké,“ dodal Lees.
Studie se sice zaměřuje jenom na relativně malou oblast, ale autoři tvrdí, že výsledky jsou pravděpodobně reprezentativní pro všechny klesající oblasti v celém údolí San Joaquin Valley a jejich metodika je natolik univerzální, že se dá použít k pochopení tohoto fenoménu i v podobných systémech po celém světě.
