Dónde y cuándo se produce el agua superficial en la Tierra es de vital importancia para toda la vida. Pero esa agua está constantemente en flujo. Los lagos, ríos y humedales naturalmente fluyen y bajan; los humanos desvían el agua para su propio uso y la acumulan en depósitos. Ahora los investigadores han mapeado millones de imágenes satelitales de alta resolución para documentar la historia del agua superficial de la Tierra desde hace tres décadas, revelando la influencia dramática de la humanidad, así como la variabilidad natural de los patrones de agua.
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El ingeniero agrónomo Jean-Francois Pekel y sus colegas han creado una especie de máquina del tiempo virtual, que muestra los cambios pasados en las aguas superficiales y proporciona una línea de base para trazar el futuro cambiante de nuestro mundo acuoso. Para lograr esta hazaña, Pekel y sus colegas utilizaron más de 3 millones de imágenes LANDSAT de los lagos, humedales y ríos de la Tierra tomadas entre 1984 y 2015. Cuantificaron los cambios del sistema mundial de agua en esa línea de tiempo de forma mensual. Luego, analizaron este verdadero océano de datos satelitales con la plataforma de computación en la nube de Google Earth Engine.
El resultado es tan visualmente impactante como científicamente valioso. "[Esto] nos permite viajar en el tiempo y hacer mediciones precisas de nuestro entorno cambiante", dice Pekel, del Centro Común de Investigación de la Comisión Europea en Ispra, Italia. "Medir el pasado contribuye a nuestra comprensión de las consecuencias a largo plazo de nuestras elecciones económicas y sociales pasadas, y contribuye a tomar decisiones de gestión más informadas en el futuro". Añade: "El viejo dicho [es] 'no se puede manejar lo que no puedes medir ".
Mapa de la distribución y el cambio en las aguas superficiales durante 32 años a partir de más de 3 millones de imágenes de satélite Landsat. Este mapa muestra el río Ob (Река Обь) en el oeste de Siberia, Rusia, y captura los patrones espaciales y temporales en las aguas superficiales. Los colores azul oscuro son áreas de agua permanente y los colores azules más claros son áreas de agua estacional. Los colores verdes representan nuevas áreas de agua estacional y los colores rosas representan áreas de agua estacional perdida. (Comisión Europea - Centro Común de Investigación, 2016) Las imágenes revelan que, desde 1984, el agua superficial permanente se ha desvanecido de un área de casi 90, 000 kilómetros cuadrados que se extiende principalmente a través del Medio Oriente y Asia Central. Más del 70 por ciento de toda esa pérdida de agua ocurrió en cinco países contiguos: Irak, Irán, Afganistán, Uzbekistán y Kazajstán. La sequía es en parte la culpable, pero también lo son las actividades humanas como los retiros y desvíos de ríos no regulados, las represas y la posterior reducción del mar de Aral, según los autores.
Sin embargo, nuevas aguas superficiales permanentes se han formado en más del doble de esa área, y todos los continentes, excepto Oceanía, están mostrando áreas de tal crecimiento, principalmente debido al llenado del yacimiento. (Oceanía muestra una pérdida muy pequeña). Eso es sorprendente, porque los estudios muestran que los humanos en general están drenando agua dulce más rápido de lo que pensábamos.
Una de las conclusiones más sorprendentes para extraer de los datos es que el cambio está localizado. Con una resolución de 30 metros, estas imágenes detalladas permitieron al equipo ver millones de lagos que tienen cada uno menos de 1 kilómetro cuadrado, pero en conjunto pueden representar hasta el 40 por ciento del área total de aguas continentales.
Algunas tierras son ricas en agua: América del Norte posee un poco más de la mitad de las aguas superficiales permanentes de la Tierra, pero alberga a menos del 5 por ciento de su población. Asia, donde vive el 60 por ciento de los humanos, tiene solo el 9 por ciento del agua permanente de la Tierra, aunque sus aguas superficiales han crecido un 23 por ciento durante este período debido en gran parte al auge de la construcción de embalses. África y América Latina tienen aproximadamente el 9 por ciento del agua permanente de la Tierra, pero el agua de África es compartida por el doble de personas: el 16 por ciento del total mundial frente al 8, 6 por ciento.
Mapa de la distribución y el cambio en las aguas superficiales durante 32 años a partir de más de 3 millones de imágenes de satélite Landsat. Este mapa muestra una entrada en el sur de la península de Bird's Head en Papúa Occidental, Indonesia, y captura los patrones espaciales y temporales en las aguas superficiales. Los colores azul oscuro son áreas de agua permanente y los colores rosados muestran áreas donde el agua ocurre con menos frecuencia. (Comisión Europea, Centro Común de Investigación, 2016) Cada región también contiene su parte justa de ganadores y perdedores del agua. "Por ejemplo, si considera los Estados Unidos de América, el agua superficial permanente del país es relativamente estable: las áreas generales han aumentado un 0, 5 por ciento desde 1984", dice Pekel. "Pero durante el mismo período, seis estados del oeste (Arizona, California, Idaho, Nevada, Oregón, Utah) han perdido el 33 por ciento de sus superficies permanentes de agua debido a una combinación de sequía y demandas sostenidas de agua". Una mirada más cercana a la escasez mundial de agua).
Dai Yamazaki, ingeniero hidrodinámico de la Agencia de Ciencia y Tecnología de la Tierra y el Mar de Japón, llama a la nueva colección de imágenes la mejor comprensión aún de los cambios en el agua superficial de la Tierra. El agua superficial "es en general el recurso hídrico más accesible para los seres humanos en muchas partes del mundo, y también para muchos animales y plantas el agua de fácil acceso es esencial para sus vidas", señala Yamazaki, quien no participó en el investigación. "Además, la existencia o ausencia de aguas superficiales podría ser un indicador de inundaciones y sequías [por lo tanto] este análisis basado en la observación de la dinámica global de las aguas superficiales es muy importante".
Los principales cambios en las aguas superficiales directamente impulsados por la ingeniería humana son típicamente más fáciles de detectar desde el espacio que aquellos debido a la variación climática. Pekel cita la recuperación de la laguna Garabogazköl Aylagy de Turkmenistán tras la ruptura de una presa entre la laguna y el mar Caspio en 1992. La crisis del mar de Aral, causada en gran parte por el desvío de los ríos que alimentaron el mar, también es evidente desde el espacio.
Los impactos del cambio climático son más difíciles de observar porque están enredados con muchos otros factores, incluido el cambio en el uso humano del agua. Pero algunos pueden verse fácilmente, como la sequía que afectó a Australia de 2001 a 2009.
Los cambios acuosos en el techo del mundo también se destacan. "En algunos lugares, como la meseta tibetana, donde el impacto humano directo es limitado, una relación de causa y efecto con el clima puede establecerse sin ambigüedades y en realidad es confirmada por otros estudios", dice Pekel.
Mapa de la distribución y el cambio en las aguas superficiales durante 32 años a partir de más de 3 millones de imágenes de satélite Landsat. Este mapa muestra los tramos superiores del río Yeniséi (Река Енисей) en Rusia y captura los patrones espaciales y temporales en las aguas superficiales. Los colores azul oscuro son áreas de agua permanente y los colores rosados muestran áreas donde el agua ocurre con menos frecuencia. (Comisión Europea, Centro Común de Investigación, 2016) La expansión de los lagos en la meseta tibetana, señala, ha sido impulsada por la fusión acelerada de nieve y glaciares causada por el aumento de las temperaturas y el aumento de las precipitaciones. “Lo impresionante de la meseta tibetana es tanto la velocidad como la extensión de los cambios observados en la expansión del lago. Es un mensaje bastante claro de que las cosas están cambiando rápidamente en el 'Tercer Polo' ”, agrega.
"El cambio climático es un fenómeno a escala global, pero el interés de las personas debe ser cómo afecta su vida habitual", agrega Yamazaki. “Este trabajo se realiza a escala global, pero tiene suficiente resolución espacial para detectar cambios locales. Por eso creo que mucha gente cree que este trabajo es excelente ".
Pekel y sus colegas crearon mapas que ilustran el agua permanente versus la estacional, las ganancias versus las pérdidas, la consistencia de los ciclos estacionales del agua y más, todo ello disponible gratuitamente en el Global Surface Water Explorer. En última instancia, las revelaciones entregadas por estas imágenes espectaculares y los conjuntos de datos que se encuentran detrás de ellas constituyen una herramienta valiosa para informar futuros cambios de gestión y políticas.
