Promjene u zalihama kopnene vode od travnja 2002. do studenoga 2025.
Ljudi sve snažnije utječu na kretanje vode kroz jezera, rijeke, tlo i podzemlje, a nova NASA-ina studija pokazuje gdje su ti utjecaji najizraženiji. Na temelju više od dva desetljeća satelitskih mjerenja suptilnih promjena Zemljine gravitacije, istraživači su dobili jasniju sliku o tome kako su se zalihe kopnene vode mijenjale i zašto.
Uz utjecaj klimatske varijabilnosti, znanstvenici su utvrdili 40 područja u kojima su promjene od travnja 2002. do studenoga 2025. bile povezane i s ljudskim aktivnostima, poput navodnjavanja, punjenja akumulacija i promjena u korištenju zemljišta. Te su aktivnosti bile značajno povezane s trendovima zaliha kopnene vode na svim kontinentima izvan polarnih područja, osim Australije.
„U četirima kontinentalnim područjima jedna je antropogena varijabla bila snažnije povezana s trendovima zaliha vode nego bilo koja klimatska varijabla”, rekla je Mary Michael O’Neill, hidrologinja u NASA-inu Goddardovu centru za svemirske letove i glavna autorica studije.
Među tim područjima nalaze se dobro poznate lokacije poput kalifornijske Središnje doline i sjeverne Indije, gdje su poljoprivrednici zbog velikog oslanjanja na podzemne vode iscrpili zalihe. U Indiji se to dogodilo brže nego što su pokazivale ranije procjene. Na drugim se mjestima, čini se, neki oblici poljoprivrede i upravljanja vodama povezani s porastom zaliha vode.
Podaci na kojima se karta temelji prikupljeni su u misijama GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) i GRACE-FO (GRACE Follow-On), od kojih se svaka sastoji od dvaju satelita koji lete jedan za drugim. Kada vodeći satelit prijeđe preko područja veće mase, blaga promjena gravitacije privuče ga, a instrumenti na satelitima mjere promjenu udaljenosti između njih. Budući da su voda i led teški i redovito se premještaju, znanstvenici na temelju podataka GRACE-a mogu procijeniti gdje ih se nakuplja, a gdje gubi.
Podaci sa satelita obično se obrađuju u mjesečne karte koje prikazuju šire obrasce zaliha vode. No tijekom više od 20 godina sateliti su mnogo puta preletjeli većinu planeta. Kombiniranjem svih tih preleta istraživači su mogli izraditi kartu dugoročnih trendova s pet do deset puta većom prostornom razlučivošću nego u ranijim analizama. Pritom su izgubili dio vremenske razlučivosti. Zatim su statističkim metodama procijenili važnost različitih antropogenih i klimatskih čimbenika u trendovima zaliha vode te utvrdili područja u kojima su ljudske aktivnosti možda pridonijele tim promjenama.
„Zahvaljujući boljoj prostornoj razlučivosti, otkriveni su neki utjecaji ljudskih aktivnosti koji dosad nisu bili uočeni“, rekao je Matthew Rodell, jedan od autora studije i zamjenik direktora Goddardova odjela za znanosti o Zemlji, zaduženog za hidrosferu, biosferu i geofiziku.
Na nekoliko kontinenata poljoprivredna područja koja se navodnjavaju podzemnom vodom bila su snažno povezana sa smanjenjem zaliha kopnene vode. U Sjevernoj Americi takva su smanjenja zabilježena u kalifornijskoj Središnjoj dolini, na južnom dijelu Velikih ravnica u SAD-u i u meksičkoj saveznoj državi Chihuahua, gdje su dugotrajne suše povećale oslanjanje poljoprivrednika na podzemne vode. Crpljenje podzemnih voda uzrokovalo je smanjenje zaliha i u sjevernoj Indiji, gdje je detaljnija analiza pokazala strmiji silazni trend nego što se ranije smatralo. U skladu s ranijim nalazima, povlačenje himalajskih ledenjaka uzrokovalo je samo 15 posto tog smanjenja.
Drugi su oblici poljoprivrede bili povezani s drukčijim trendovima zaliha vode. Primjerice, u dijelovima supsaharske Afrike zalihe vode ponegdje su se povećale usporedno sa širenjem poljoprivrede koja se oslanja na oborine. Tijekom razdoblja obuhvaćenog studijom dijelove autohtone savane zamijenili su nasadi prosa, a razina podzemne vode porasla je unatoč količinama oborina nižima od prosjeka. Sličan je obrazac zabilježen u brazilskoj saveznoj državi Maranhão, gdje su polja soje zamijenila šume i grmlje. Istraživači smatraju da bi trend povećanja zaliha vode djelomično mogao biti posljedica učinkovitog korištenja vode žitarica i mahunarki te autohtonih praksi kojima se voda usmjerava u plitke vodonosnike.
Nova karta otkrila je i utjecaj projekata pohrane i preusmjeravanja vode. Autori navode da su tijekom razdoblja obuhvaćenog studijom napunjene stotine velikih akumulacija, no zbog slabe prostorne razlučivosti ranijih mjerenja gravitacije bilo ih je teško pratiti. U novoj analizi akumulacija Boguchany na ruskoj rijeci Angari, druga najveća akumulacija napunjena u 21. stoljeću, pokazala je najizraženiji trend zaliha vode u sjevernoj Aziji izvan polarnih područja.
Karta prikazuje i manje akumulacije te druge vodno-gospodarske zahvate. U pustinji Karakum u Turkmenistanu zabilježen je porast zaliha vode povezan s dugim, uglavnom neobloženim kanalom Karakum koji prolazi tim područjem. Kanal preusmjerava riječnu vodu za potrebe poljoprivrede u pustinji, no tijekom njezina protjecanja u tlo se procijedi dovoljno vode da utječe na stanje zaliha vode u pustinji. Veća razlučivost karte omogućuje bolje praćenje takvih hidroloških promjena u udaljenim područjima, gdje su druge mogućnosti mjerenja ograničene.
O’Neill u budućnosti želi utvrditi kako brane, preusmjeravanje vode, navodnjavanje i drugi načini upravljanja vodama utječu na zalihe vode nizvodno te razdvojiti utjecaje lokalnih i udaljenih aktivnosti.
„Željela bih rekonstruirati i veći dio vremenske slike”, rekla je O’Neill. To bi se moglo postići kombiniranjem podataka veće razlučivosti sa standardnim mjesečnim proizvodima ili primjenom nove metode na kraća vremenska razdoblja. „To bi moglo pomoći u praćenju razvoja lokaliziranih trendova kao odgovor na određene događaje, poput suša ili promjena politika.”
Kartu je za NASA-in Earth Observatory izradila Michala Garrison na temelju podataka iz rada O’Neill, M.M., et al. (2026). Astronautsku fotografiju ISS065-E-111045 snimio je 13. lipnja 2021. član posade Ekspedicije 65 digitalnim fotoaparatom Nikon D5, sa žarišnom duljinom od 1150 milimetara. Fotografiju je ustupila Služba za promatranje Zemlje s Međunarodne svemirske postaje te Jedinica za znanosti o Zemlji i daljinska istraživanja NASA-ina Svemirskog centra Johnson. Fotografija je izrezana i poboljšan joj je kontrast, a uklonjene su i optičke nepravilnosti objektiva. Program Međunarodne svemirske postaje podupire laboratorij u sklopu Nacionalnog laboratorija ISS-a kako bi astronauti snimali fotografije Zemlje koje će biti od najveće koristi znanstvenicima i javnosti te kako bi te fotografije bile besplatno dostupne na internetu. Dodatne fotografije koje su snimili astronauti i kozmonauti mogu se pogledati u NASA-inoj bazi Gateway to Astronaut Photography of Earth.
