Zoutwater zal tegen het einde van de eeuw 77% van de kustgrondwaterlagen vervuilen, blijkt uit modelstudie

Nieuwe studie onthult gevolgen van zoutwaterintrusie voor kustgebieden

Volgens een recente studie, geleid door onderzoekers van NASA’s Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië, zal zeewater tegen 2100 in ongeveer drie van de vier kustgebieden wereldwijd doordringen in ondergrondse zoetwatervoorzieningen. Deze veranderingen kunnen niet alleen het water in sommige kustaquifers ondrinkbaar en onbruikbaar voor irrigatie maken, maar ook ecosystemen beschadigen en infrastructuur aantasten.

Het fenomeen, dat zoutwaterintrusie wordt genoemd, vindt plaats onder kustlijnen, waar twee watermassa’s elkaar van nature in bedwang houden. Neerslag op het land herstelt, of oplaadt, zoet water in kustaquifers (ondergrondse rots- en grondlagen die water vasthouden), dat doorgaans ondergronds richting de oceaan stroomt. Ondertussen duwt zeewater, aangedreven door de druk van de oceaan, landinwaarts. Hoewel er enige menging plaatsvindt in de overgangszone waar de twee elkaar ontmoeten, houdt de balans van tegenwerkende krachten doorgaans het water aan de ene kant zoet en aan de andere kant zout.

Twee gevolgen van klimaatverandering zorgen er nu voor dat de balans naar zoutwater neigt. Aangedreven door de opwarming van de aarde, veroorzaakt de stijging van de zeespiegel dat kustlijnen landinwaarts verschuiven en neemt het de kracht toe die zoutwater naar het land duwt. Tegelijkertijd verzwakt een langzamere grondwateraanvulling – door minder neerslag en warmere weerspatronen – de kracht die het ondergrondse zoetwater in sommige gebieden verplaatst.

Wereldwijde intrusie

De studie, gepubliceerd in Geophysical Research Letters, evalueerde meer dan 60.000 kustbekkens wereldwijd en bracht in kaart hoe verminderde grondwateraanvulling en stijgende zeespiegels ieder bijdraagt aan zoutwaterintrusie, terwijl de netto-effecten werden geschat.

Wanneer de twee factoren afzonderlijk worden bekeken, ontdekten de auteurs van de studie dat stijgende zeespiegels alleen al in 82% van de onderzochte kustbekkens zoutwater landinwaarts zullen drijven tegen 2100. De overgangszone in die gebieden zou zich relatief bescheiden verplaatsen: niet meer dan 200 meter van de huidige posities. Kwetsbare gebieden zijn onder andere laaggelegen regio’s zoals Zuidoost-Azië, de kust rond de Golf van Mexico en een groot deel van de oostkust van de Verenigde Staten.

Tegelijkertijd zal een langzamere aanvulling op zichzelf zoutwaterintrusie veroorzaken in 45% van de onderzochte kustbekkens. In deze gebieden zal de overgangszone verder landinwaarts verplaatsen dan door de stijging van de zeespiegel – tot wel 1.200 meter in sommige gebieden. De meest getroffen regio’s zijn het Arabisch Schiereiland, West-Australië en het Baja California-schiereiland in Mexico. In ongeveer 42% van de kustbekkens zal de grondwateraanvulling toenemen, wat de overgangszone richting de oceaan duwt en in sommige gebieden de effecten van zoutwaterintrusie door de stijging van de zeespiegel kan overwinnen.

Al met al zal, door de gecombineerde effecten van veranderingen in de zeespiegel en grondwateraanvulling, zoutwaterintrusie tegen het einde van de eeuw optreden in 77% van de geëvalueerde kustbekkens, volgens de studie.

Over het algemeen zullen lagere tarieven van grondwateraanvulling bepalen hoe ver zoutwater landinwaarts doordringt, terwijl de stijging van de zeespiegel bepaalt hoe wijdverspreid dit wereldwijd is. “Afhankelijk van waar je bent en welk effect het meest dominant is, kunnen je beheersimplicaties verschillen,” zei Kyra Adams, een grondwaterspecialist bij JPL en de hoofdauteur van het artikel.

Bijvoorbeeld, als lage aanvulling de belangrijkste reden is voor intrusie in een gebied, kunnen de autoriteiten daar maatregelen nemen om grondwaterbronnen te beschermen. Aan de andere kant, als de grotere zorg is dat de stijging van de zeespiegel een aquifer zal oversatureren, kunnen de autoriteiten besluiten om grondwater af te leiden.

Consistentie wereldwijd

De studie maakt deel uit van een inspanning om te evalueren hoe de stijging van de zeespiegel de kustfaciliteiten en andere infrastructuur van het departement zal beïnvloeden. De onderzoekers gebruikten informatie over bekken die zijn verzameld in HydroSHEDS, een database beheerd door het Wereld Natuur Fonds die hoogtewaarnemingen gebruikt van de NASA Shuttle Radar Topography Mission. Om de afstanden van zoutwaterintrusie tegen 2100 te schatten, gebruikten de onderzoekers een model dat rekening hield met grondwateraanvulling, de stijging van de waterstand, de dichtheden van vers en zout water, en de kustmigratie als gevolg van de stijging van de zeespiegel, onder andere variabelen.

Co-auteur van de studie, Ben Hamlington, een klimaatwetenschapper bij JPL en co-leider van NASA’s Sea Level Change Team, merkte op dat het wereldwijde plaatje vergelijkbaar is met wat onderzoekers zien bij kustoverstromingen. “Naarmate de zeespiegels stijgen, neemt het risico op overstromingen overal toe. Met zoutwaterintrusie zien we dat de stijging van de zeespiegel het basisrisico verhoogt voor veranderingen in de grondwateraanvulling om een serieuze factor te worden.”

Een wereldwijd consistent kader dat lokale klimaatimpact vastlegt, is cruciaal voor landen die niet de expertise hebben om er zelf een te genereren, voegde hij eraan toe. “Degenen met de minste middelen zijn degenen die het meest worden getroffen door de stijging van de zeespiegel en klimaatverandering,” zei Hamlington, “dus deze aanpak kan een groot verschil maken.”