Een windmolen om grondwater op te pompen in de VS-staat New Mexico. Leaflet/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Opwarming aarde: grondwater vormt een "ecologische tijdbom"

Toekomstige generaties kunnen te maken krijgen met een ecologische "tijdbom" als de opwarming van de aarde een betekenisvolle invloed heeft op de grondwaterreserves. Die reserves zijn essentieel voor de watervoorziening van een groot deel van de bevolking wereldwijd, en uit een nieuwe studie is nu gebleken dat ze erg traag reageren op klimaatveranderingen. Meer dan de helft van de grondwaterlagen doet er meer dan honderd jaar over om tot een nieuw evenwicht te komen na een verandering van bijvoorbeeld de neerslag.

Grondwater zit ondergronds in barstjes en andere openingen in aarde, tussen zand, en in rotsen, en de grondwaterlagen worden vooral door neerslag gevoed, die in de bodem dringt en de lagen aanvult. Op hun beurt voeden de grondwaterlagen rivieren, meren en oceanen, waardoor een evenwicht ontstaat. Als dat evenwicht verstoord wordt, bijvoorbeeld door een verandering in neerslag ten gevolge van de klimaatverandering, verandert het grondwaterpeil tot er een nieuw evenwicht is gevonden.

Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van de Cardiff University in Wales, heeft nu voor het eerst grondwatermodellen gecombineerd met hydrologische datasets om de dynamiek van waterlagen over de hele wereld in kaart te brengen, en na te gaan welke tijdschaal ze nodig hebben om te reageren op veranderingen veroorzaakt door de opwarming van de aarde. Ze ontdekten dat grondwaterlagen in nattere regio’s doorgaans sneller reageren, terwijl gebieden met waterschaarste van nature trager zijn in hun reactie.

Die vaststelling is belangrijk, omdat grondwaterlagen in veel delen van de wereld essentieel zijn voor gezinnen, de landbouw en industrie. En dat is vooral het geval in drogere gebieden, waar er weinig andere bronnen van zoet water zijn voor de industrie, de landbouw en de huishoudens. Grondwater is de grootste bron van bruikbaar zoet water ter wereld, en het is essentieel voor meer dan twee miljard mensen als bron van drinkwater en irrigatie.

Een bron in een dorp in Afghanistan.

Ecologische tijdbom

De impact van een verandering in de neerslag op de grondwaterlagen blijkt erg lang te duren: meer dan de helft van de grondwatersystemen doet er meer dan een eeuw over om een nieuw evenwicht te bereiken. 

“Ons onderzoek toont aan dat grondwatersystemen er veel langer over doen om te reageren op de klimaatverandering dan oppervlaktewater”, zei Mark Cuthbert van de Cardiff University, de belangrijkste auteur van de nieuwe studie. “Amper de helft van de systemen doet dat binnen de ‘menselijke’ tijdschaal van honderd jaar.”

“Dat betekent dat in veel delen van de wereld de verandering in het grondwater als gevolg van de klimaatverandering een zeer trage erfenis kan zijn”, zei hij. “Je kunt het omschrijven als een ecologische tijdbom, omdat de klimatologische veranderingen van vandaag pas een lange tijd later een impact zullen hebben op het debiet van rivieren en draslanden”.

Volgens de wetenschappers is het belangrijk nu al rekening te houden met die vaststelling bij de ontwikkeling van waterbeheersystemen en strategieën in de strijd tegen de gevolgen van de klimaatverandering. 

Een waterput in de Egyptische stad El Arish in de Sinaï.

Kleinkinderen en achterkleinkinderen

Wat de precieze impact zal zijn van de opwarming van de aarde op het grondwater is nog niet duidelijk, en het is ook niet bekend waar en wanneer veranderingen zullen plaatsvinden die er een invloed op hebben.

Wel is het te verwachten dat het op bepaalde plaatsen minder zal regenen, en een tweede voorspelling is dat de neerslag meer in de vorm van hevige stortbuien zal vallen. En dat heeft ook een invloed op het grondwater, want bij een hevige bui loopt het meeste water weg, en worden de grondwaterreserves veel minder aangevuld omdat er minder water in de grond kan doordringen.

“We hebben altijd geweten dat grondwaterlagen trager reageren in vergelijking met stromen en rivieren”, zei Martin Andersen, hoogleraar Hydrologie aan de University of New South Wales in Australië aan het persbureau IPS. “Maar Cuthbert en zijn collega’s hebben in hun belangrijke studie gekwantificeerd hoe traag dat proces kan verlopen in grondwaterlagen over de hele wereld.”

“Dit geeft stof tot nadenken, maar het is geen reden tot paniek”, zegt Andersen. “Het betekent dat de volledige impact van de klimaatverandering op het grondwater pas gevoeld zal worden als onze kleinkinderen en achterkleinkinderen baas zijn over de planeet. Zij zullen de effecten voelen van de verminderde watervoorraden en de impact daarvan op ecosystemen.”

De studie van Cuthbert en zijn collega's is gepubliceerd in Nature Climate Change.