آبخوانهای زیر پهنههای کشاورزی برزیل طی 25 سال گذشته دچار افت چشمگیر شدهاند. این منابع زیرسطحی که اکنون حدود 55٪ آب مصرفی کشور را تأمین میکنند، در بخشهای مرکزی، شمالشرقی و جنوبشرقی برای سالها بازتأمین نشدهاند؛ مناطقی که سهم عمدهای از تولید جهانی سویا، نیشکر، پرتقال، قهوه، پنبه و ذرت را دارند. پیامدهای محلی این کاهش، پتانسیل تبدیلشدن به تهدیدی فراملی برای تأمین غذا و انرژی را دارد.
روششناسی و دادهها
پژوهش منتشرشده در Science Advances دادههای 398 چاه سنجش، مشاهدات ماهوارهای تغییرات گرانشی ناشی از آب زیرزمینی، و اطلاعات زمینشناسی و پوشش زمینی را ترکیب کرده است. با کمک مدلهای یادگیری ماشینی، تغییرات ماهانه سطح آب زیرزمینی برای بازه زمانی 2002 تا 2023 بازسازی شده و بازهها و شدت افتها با وضوح حدود 10 کیلومتر شناسایی شدهاند. رهبری تیم تحقیقاتی بر عهده آگوستو گتریانا از آزمایشگاه علوم هیدرولوژیک ناسا گودارد بوده است.
مناطق در معرض بیشترین افت
کاهش پایدار آب زیرزمینی در بخشهایی از حوضههای سائو فرانسیسکو، پارانا، آتلانتیک جنوبشرقی و آتلانتیک شرقی متمرکز بوده است؛ مجموع این مناطق حدود 760,000 مایل مربع (1.97 میلیون کیلومتر مربع) را پوشش میدهد، نزدیک به 23٪ مساحت خشکی برزیل. در مقابل، حوزه آمازون و بخشهایی از جنوب تغییر قابلتوجه یا حتی افزایشهای موضعی نشان دادهاند که این تفاوتها عمدتاً ناشی از نوسانات بارشی و شرایط اقلیمی طبیعی است. بنابراین روندها در سطح ملی همگن نیستند و فشار اصلی در نوارهای کشاورزی و مناطق پرمصرف متمرکز شده است.
دلایل کاهش: تغییر اقلیم و برداشت بیش از حد
دادهها یک تکعلت مشخص نشان نمیدهند، اما همپوشانی کاهشها با خشکسالیهای بلندمدت و رخدادهای النینو (نظیر 2015–2016) و تمرکز آبیاری در این نواحی، نقش برجسته تغییر اقلیم را برجسته میکند. افزون بر آن، پمپاژ بیرویه، تبدیل کاربری زمین و استخراج معادن شدت و مدت کسری تغذیه آبخوانها را تشدید میکنند. هیدرولوژیستهای محلی نیز افزایش طول و شدت خشکسالیها و کاهش تغذیه طبیعی آبخوانها را گزارش کردهاند.
پیامدها
برای کشاورزی و بازارهای جهانی
- کاهش امنیت آبی برزیل میتواند عرضه جهانی محصولات کلیدی مانند سویا، قهوه و نیشکر را تحت فشار قرار دهد و باعث نوسان قیمتها در بازارهای بینالمللی شود.
برای تولید انرژی
- تضعیف آبخوانها در حوضههایی که رودخانههای تغذیهکننده نیروگاههای برقآبی را میسازند، ظرفیت تولید برق آبی را کاهش میدهد و احتمال بازگشت به سوختهای فسیلی یا استفاده گستردهتر از زیستتوده را افزایش میدهد که پیامدهای اقلیمی منفی دارد.
برای شهرها و صنایع محلی
- افت سطح آب زیرزمینی هزینه پمپاژ را بالا میبرد، کیفیت آب را کاهش میدهد و نیاز به یافتن منابع جایگزین را افزایش میدهد.
چشمانداز تولید در 10–20 سال آینده
در بازه زمانی کوتاهمدت 10 تا 20 سال، افت آبخوانها لزوماً به کاهش شدید تولید کشاورزی منجر نخواهد شد، اما تداوم روند فعلی در چند دهه آینده میتواند پیامدهایی گسترده و تا حدی برگشتناپذیر ایجاد کند. آب زیرزمینی نقش بافری دارد؛ هنگامی که بارش و منابع سطحی ناپایدار میشود، ذخایر زیرسطحی امکان ادامه تولید و تأمین آب شهری را فراهم میکنند. تخلیه طولانیمدت این بافر، ریسک سیستماتیک برای امنیت غذایی جهانی ایجاد میکند.
اقدامات لازم و راهکارها
پایش آبخوانها در برزیل نسبت به کشورهایی مانند ایالات متحده و هند پراکنده است؛ به همین دلیل از مدلهای یادگیری ماشینی برای پر کردن شکاف دادهای استفاده شده است. اما پاسخ عملی و بلندمدت مستلزم اقدامهای مشخص است:
- گسترش شبکه چاههای پایش، استانداردسازی جمعآوری داده و ایجاد سامانههای شفاف گزارشدهی برای تصمیمگیری مبتنی بر شواهد.
- استقرار روشهای آبیاری کممصرف، مدیریت تخصیص آب و تعیین سهمیههای کارآمد در مناطق کشاورزی پراستفاده.
- سرمایهگذاری در پروژههای بازتأمین مصنوعی آبخوان، حفاظت و بازسازی عرصههای تغذیهکننده طبیعی و اقدامات آبخیزداری.
- اجرای سیاستهای کاهش انتشار گازهای گلخانهای به منظور کند کردن روندهای اقلیمی که تغذیه آبخوانها را کاهش میدهند.
جمعبندی
پیامدهای کاهش پایدار آبخوانها فراتر از مرزهای برزیل خواهد بود و میتواند زنجیرههای غذایی و انرژی را در سطح بینالمللی تحت تأثیر قرار دهد. تقویت پایش، اصلاح سیاستهای آب و تغییر شیوههای کشاورزی و مدیریت منابع، فرصتهایی برای کاهش ریسک فراهم میآورد؛ اما زمان برای اقدام محدود است و تأخیر هزینهزا خواهد بود.
برای بررسی مفصلتر مفهوم آبخوان و نقش آن در چرخه آب، به صفحه ویکیپدیا درباره Aquifer مراجعه کنید. همچنین خلاصهای از پژوهشهای ناسا گودارد در زمینه هیدرولوژی در وبسایت آن مرکز قابل دسترسی است.
