Obiettivi della lezione

• Definire le acque sotterranee.
• Spiegare la posizione, l’uso e l’importanza delle falde acquifere.
• Definisci le sorgenti.
• Descrivi come funzionano i pozzi e perché sono importanti.

Vocabolario

• falda acquifera
• azione capillare
• impermeabile
• permeabilità
• porosità
• primavera
• cedimento
• falda freatica
• pozzo

Introduzione

Anche se questo può sembrare sorprendente, l’acqua sotto terra è un luogo comune. Di solito l’acqua sotterranea viaggia lentamente e silenziosamente sotto la superficie, ma in alcuni punti bolle in superficie alle sorgenti. I prodotti dell’erosione e della deposizione da parte delle acque sotterranee sono stati descritti nel capitolo Erosione e deposizione.

Acque sotterranee

Le acque sotterranee sono il più grande serbatoio di acqua dolce liquida sulla Terra e si trovano nelle falde acquifere, porose roccia e sedimenti con acqua in mezzo. L’acqua è attratta dalle particelle del suolo e dall’azione capillare, che descrive come l’acqua si muove attraverso un mezzo poroso, sposta l’acqua dal terreno umido alle aree asciutte.

Gli acquiferi si trovano a diverse profondità. Alcuni sono appena sotto la superficie e altri si trovano molto più in profondità sotto la superficie terrestre. Una regione può avere più di una falda acquifera al di sotto di essa e anche la maggior parte dei deserti si trova sopra le falde acquifere. È probabile che la regione di origine di una falda acquifera sotto un deserto sia lontana da dove si trova la falda acquifera; ad esempio, potrebbe trovarsi in una zona di montagna.

La quantità di acqua disponibile per entrare nelle acque sotterranee di una regione è influenzata dal clima locale, dalla pendenza del terreno, dal tipo di roccia trovata in la superficie, la copertura vegetale, l’uso del suolo nell’area e la ritenzione idrica, che è la quantità di acqua che rimane nel terreno. Più acqua entra nel terreno dove c’è molta pioggia, terreno piatto, roccia porosa, terreno esposto e dove l’acqua non sta già riempiendo il suolo e la roccia.

Il tempo di permanenza dell’acqua in una falda acquifera la falda acquifera può variare da pochi minuti a migliaia di anni. Le acque sotterranee vengono spesso chiamate “acque fossili” perché sono rimaste nel terreno per così tanto tempo, spesso dalla fine delle ere glaciali.

Acquiferi

Caratteristiche di un acquifero

Per essere una buona falda acquifera, la roccia nella falda deve avere buone:

• porosità: piccoli spazi tra i grani
• permeabilità: connessioni tra i pori

Questa animazione mostra porosità e permeabilità. Le goccioline d’acqua si trovano nei pori tra i granuli di sedimento, che è la porosità. Quando l’acqua può viaggiare tra i minerali, questa è permeabilità. http://www.nature.nps.gov/GEOLOGY/usgsnps/animate/POROS_3.MPG

Per raggiungere una falda acquifera, l’acqua di superficie si infiltra verso il basso nel terreno attraverso minuscoli spazi o pori nella roccia. L’acqua viaggia verso il basso attraverso la roccia permeabile fino a raggiungere uno strato che non ha pori; questa roccia è impermeabile (figura sotto). Questo strato di roccia impermeabile costituisce la base dell’acquifero. La superficie superiore dove raggiunge la falda acquifera è la falda freatica.

La falda acquifera

Affinché una falda acquifera contenga la stessa quantità di acqua, la quantità di ricarica deve essere uguale alla quantità di scarico . Quali sono le probabili fonti di ricarica? Quali sono le probabili fonti di scarico?

Nelle regioni umide, i corsi d’acqua sono alimentati da acque sotterranee; la superficie del torrente è la parte superiore della falda freatica (Figura sotto). Nelle regioni aride, l’acqua filtra dal torrente nella falda acquifera. Questi corsi d’acqua sono spesso asciutti per gran parte dell’anno. L’acqua lascia un serbatoio di acque sotterranee in ruscelli o sorgenti. Le persone prendono l’acqua anche dalle falde acquifere.

Cosa succede alla falda freatica quando piove molto? Cosa succede in caso di siccità? Sebbene i livelli delle acque sotterranee non aumentino e diminuiscano rapidamente come in superficie, nel tempo la falda acquifera aumenterà durante i periodi di pioggia e diminuirà durante i periodi di siccità.

Uno dei tipi di acquiferi più interessanti, ma estremamente atipici, si trova in Florida. Sebbene le falde acquifere siano molto raramente fiumi sotterranei, in Florida l’acqua ha dissolto il calcare in modo che i corsi d’acqua viaggino sottoterra e fuori terra (figura sotto).

Uso delle acque sotterranee

Le acque sotterranee sono una fonte d’acqua estremamente importante per le persone. Le acque sotterranee sono una risorsa rinnovabile e il suo utilizzo è sostenibile quando l’acqua pompata dalla falda acquifera viene reintegrata. È importante per chiunque intenda scavare un pozzo sapere quanto è profonda la falda acquifera al di sotto della superficie.Poiché l’acqua sotterranea implica l’interazione tra la Terra e l’acqua, lo studio delle acque sotterranee è chiamato idrogeologia.

Alcune falde acquifere sono abusate; le persone pompano più acqua di quella sostituita. Man mano che l’acqua viene pompata, la falda freatica cade lentamente, richiedendo che i pozzi vengano scavati più in profondità, il che richiede più denaro ed energia. I pozzi possono asciugarsi completamente se non sono abbastanza profondi da raggiungere la falda freatica abbassata.

La falda acquifera di Ogallala fornisce circa un terzo dell’acqua di irrigazione negli Stati Uniti (figura sotto). La falda acquifera si trova da 30 a 100 metri di profondità su circa 440.000 chilometri quadrati! L’acqua nella falda è in gran parte dell’ultima era glaciale.

La falda acquifera di Ogallala è ampiamente utilizzata dalle persone per esigenze municipali e agricole.

Circa otto volte più acqua viene prelevata dalla falda acquifera di Ogallala ogni anno che viene rifornito. Gran parte dell’acqua viene utilizzata per l’irrigazione (figura sotto).

L’abbassamento della falda freatica può causare l’affondamento della superficie del terreno. La subsidenza può verificarsi sotto le case e altre strutture (figura sotto).

Quando le falde acquifere costiere sono sovrautilizzate, l’acqua salata dell’oceano può entrare nella falda acquifera, contaminando la falda e rendendola meno utile per bere e irrigare. L’incursione di acqua salata è un problema nelle regioni costiere sviluppate, come le Hawaii.

Sorgenti

Le acque sotterranee incontrano la superficie in un ruscello, come mostrato sopra, o in una sorgente (Figura sotto) . Una primavera può essere costante o può scorrere solo in determinati periodi dell’anno.

Le città in molte località dipendono dall’acqua delle sorgenti. Le sorgenti possono essere una fonte d’acqua estremamente importante nei luoghi in cui l’acqua di superficie è scarsa (figura sotto).

Pozzi

Un pozzo viene creato scavando o perforando per raggiungere le acque sotterranee. Quando la falda acquifera è vicina alla superficie, i pozzi sono un metodo conveniente per estrarre l’acqua. Quando la falda acquifera è molto al di sotto della superficie, è necessario utilizzare attrezzature specializzate per scavare un pozzo. La maggior parte dei pozzi utilizza pompe motorizzate per portare l’acqua in superficie, ma alcuni richiedono comunque che le persone utilizzino un secchio per aspirare l’acqua (figura sotto).

Riepilogo della lezione

• Le acque sotterranee sono le più grandi serbatoio di acqua dolce.
• La falda acquifera è la parte superiore di una falda acquifera al di sotto della quale è presente acqua e sopra è roccia o suolo misto ad aria.
• Le falde acquifere sono aree sotterranee di sedimenti o rocce che trattengono le acque sotterranee.
• Una falda acquifera necessita di una buona porosità e permeabilità.
• Dove l’acqua sotterranea interseca la superficie del suolo, può formarsi una sorgente.
• Le persone scavano o perforano pozzi per accedere alle acque sotterranee.

Rivedi le domande

1. Che cos’è l’acqua sotterranea?

2. Qual è la falda freatica?

3. Cosa sono le falde acquifere e perché sono così importanti?

4. Il rifornimento di un acquifero è importante perché rende l’acquifero una risorsa che può durare a lungo. Quali sono secondo voi i modi per mantenere la stessa quantità di acqua utilizzata e la quantità di acqua reintegrata?

5. Come funziona un pozzo?

6. Poiché l’acqua sotterranea è in gran parte invisibile dalla superficie, come potresti monitorare come gli esseri umani stanno influenzando la quantità di acqua sotterranea in una falda acquifera?

Ulteriori letture / collegamenti supplementari

Punti da considerare

• È più probabile che l’acqua di un fiume o di un pozzo sia pulita da bere?
• Perché l’uso eccessivo delle acque sotterranee è una grande preoccupazione?
• Quali politiche potrebbero persone messe in atto per conservare i livelli dell’acqua nei laghi e nelle falde acquifere?