Kuraklık ve Şiddetli Yağışlar Yeraltı Sularını Nasıl Tehdit Ediyor ?

Aşırı iklim olayları, yağmur suyunun topraktaki doğal arıtma süreçlerinden uzaklaşması  nedeniyle yeraltı suyu kalitesini ve stabilitesini tehlikeye atmaktadır. Bu durum, Nature Communications’da yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada açıklandığı gibi, yeni analitik yöntemler kullanılarak yapılan uzun vadeli yeraltı suyu analizlerinde gösterilmiştir. Milyarlarca insanın  yeterli ve temiz yeraltı suyuna bağlı olması nedeniyle  aşırı iklim koşullarının gelecekteki su güvenliği üzerindeki etkilerini anlamak büyük önem taşıyor.

Akifer olarak adlandırılan yeraltı suyu içeren jeolojik oluşumlar genellikle topraktan sızan yağışlarla yeniden beslenir. Bu geçiş sırasında yüzeyden alınan maddeler, toprak minerallerine adsorbsiyon yoluyla sudan uzaklaştırılır veya toprak mikroorganizmaları tarafından metabolize edilir. Bu doğal filtreleme işlemi, yüksek oranda arıtılmış yeraltı suyu oluşumu ile sonuçlanır. Bununla birlikte, yağış bazen daha hızlı bir şekilde daha derin toprak katmanlarına sızabilir, böylece arıtma işlemi olmadan büyük miktarda çözünmüş maddeyi yüzeyden ve üst toprak katmanlarından yeraltı suyu akiferlerine taşıyabilir.

Bu durum özellikle aşırı yağışların ardından ve kuraklık dönemlerinden sonra gerçekleşir. Uzun süreli kuraklıklar toprakta büyük çatlaklara neden olur ve aynı zamanda üst topraklarda yağmur suyunun alımını da azaltır. Bu koşullar altında su daha doğrudan yeraltı suyuna akar veya alternatif olarak nehirlere, göllere ve okyanuslara akar. Bu durumda yeraltı suyu yeterince yenilenememekte, aynı zamanda yüzey ve üst toprak katmanlarından gelen istenmeyen ve potansiyel olarak zararlı maddelerle kirlenmektedir. Bunlar, örneğin organik madde, herbisitler ve pestisitler, antibiyotikler gibi mikrobiyal ürünlerin yanı sıra diğer kirleticileri de  içerebilir.

Yeni bir deneysel yaklaşımla, Max Planck Biyojeokimya Enstitüsü’nden Simon A. Schroeter ve Gerd Gleixner, büyük bir araştırma ekibiyle birlikte Almanya’da uzun süreli yeraltı suyu analizleri gerçekleştirdi. Bu araştırmada çözünmüş organik madde tespitini su kirleticileri için bir gösterge olarak kullandılar ve yeraltı suyu stabilitesindeki temel değişiklikleri tespit ettiler. Doktora sonrası araştırmacı Simon Schroeter, “Sonuçlarımız, iklim değişikliğinin neden olduğu aşırı hava olaylarının halihazırda yeraltı suyu kalitesini ve yeniden beslenme dinamiklerini değiştirdiğini gösteriyor” açıklamasını yaptı.

Araştırma ekibi, 2014 ile 2021 yılları arasında Almanya’daki  jeolojik özellikleri  farklı üç araştırma sahasında yeraltı suyu ve buna karşılık gelen hidroklimatik koşulları inceledi. Binlerce moleküler varlığın topraktan yeraltı suyuna geçişini izleyerek su kalitesini analiz ettiler. Toplam çözünmüş organik karbon miktarını inceleyen standart yöntemlerin aksine, yeni geliştirilen yaklaşımla  organik moleküllerin miktarındaki ve kimyasal bileşimindeki  değişikliği araştırdılar.

8 yıla kadar süren analizler sırasında, bilim insanları  uzun vadeli tutarlı eğilimler buldular: Yeraltı suyu seviyelerinin azalmasının yanı sıra  yeraltı suyunda biriken yüzeyden türetilen organik maddelerin miktarının arttığı tespit edildi.

 Buna ek olarak, artan yeraltı suyu kirliliğini aşırı hava olaylarıyla, özellikle de 2018’deki kuraklıkla açık bir şekilde ilişkili olduğu belirlendi. Araştırmanın sonuçları, yeni yöntemin yeraltı suyu kalitesindeki değişiklikleri tespit etmede yaygın olarak kullanılan karbon ölçümüne göre çok daha hassas olduğunu gösteriyor. Bu nedenle bu yöntem, yeraltı suyu kalitesindeki bozulmanın gelecekteki erken göstergesi olarak hizmet edebilir. Yöntem, su kirliliğinin göstergeleri olarak organik moleküllere dayansa da, yüzeyden yıkanmış herhangi bir kirletici maddeyi de  ele almaktadır.

İklim değişikliğinin etkileri artmaya  devam ettikçe, bilim insanları yeraltı suyu yönetimine ve aşırı hidroklimatik koşulların etkilerini azaltmaya yönelik  stratejilerine daha fazla ilgi gösterilmesi çağrısında bulunuyor. Toprağın doğal su arıtma kapasitesindeki  düşüş, yeraltı suyu seviyelerinin azalması nedeniyle toplumumuzun halihazırda karşı karşıya olduğu stresi daha da artırıyor. Son araştırmalar, iklimin neden olduğu yeraltı suyu kalitesindeki azalmanın, insan kaynaklı kirliliği aşabileceği konusunda uyarıcı sonuçlar ortaya çıkardı. Araştırma grubunun başkanı Gerd Gleixner : “Metodumuz, temiz ve gelecekte kullanılması güvenli olduğu düşünülen akiferlerdeki yeraltı suyu kalitesine yönelik riskleri belirlememize yardımcı olacak. Araştırma sonuçlarımız, bu hayati kaynağı korumaya yönelik uygulamalar ile  sürdürülebilir su yönetimine olan acil ihtiyacın altını çiziyor.” açıklamasını yaptı.

Bu çalışma, Kirsten Küsel, Susan Trumbore ve Kai Totsche liderliğindeki Alman  Araştırma Merkezi AquaDiva’nın bir bölümü olup, yüzey ve yeraltı ekosistemleri arasındaki etkileşimleri ve bunların çevresel değişikliklere tepkilerini anlamaya odaklanan disiplinlerarası bir girişimdir. AquaDiva, biyojeokimya, hidrojeoloji ve mikrobiyoloji uzmanlığını birleştirerek yeraltı suyu ekosistemlerini yöneten karmaşık süreçleri ve bunların iklim değişikliğine karşı direncini ortaya çıkarmayı amaçlamaktadır.

Kaynak: Groundwater Threatened By Droughts And Heavy Rainfalls

Max Planck Institute 17 Ocak 2025