Спутники NASA обнаружили скрытый водный кризис в 40 регионах планеты

Во многих засушливых регионах мира нехватку воды видно невооружённым глазом. Река Колорадо заметно обмелела, а на Дунае местами обнажилось русло. Гораздо менее заметен кризис, который развивается под землёй, хотя по своим масштабам он не уступает видимому.

К такому выводу пришли учёные в исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Команда проанализировала спутниковые данные NASA и составила карту изменений запасов пресной воды в высоком разрешении. На карте видны регионы, где сельское хозяйство и городское водопотребление создают серьёзную нагрузку на подземные водоносные горизонты.

Мэри Майкл О'Нил, научный сотрудник Мэрилендского университета и Центра космических полётов имени Годдарда NASA, прокомментировала результаты для издания Earth.com:

Наибольшее беспокойство вызывают регионы, которые уже признаны испытывающими водный стресс – там мы сейчас наблюдаем потери даже большие, чем оценивалось ранее.

Запасы пресной воды на Земле естественным образом колеблются, однако главным фактором истощения подземных вод стала деятельность человека. Во многих частях мира откачка воды для орошения, промышленности и коммунальных нужд превратилась в фундаментальную часть водного цикла. Изменение климата лишь усиливает эту нагрузку.

О'Нил и её коллеги приводят в отчёте оценку масштабов водозабора:

По оценкам, общий мировой забор пресной воды составляет от 3800 до 5000 гигатонн в год, а неустойчивые практики привели к повсеместному дефициту воды. Выявление и точная количественная оценка антропогенных долгосрочных изменений пресноводных ресурсов критически важны для внедрения стратегий, обеспечивающих водную и продовольственную безопасность.

Для отслеживания запасов пресной воды учёные уже много лет используют данные миссии GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) и её преемницы GRACE-FO. Обе миссии представляют собой пары спутников, которые летят друг за другом по одной орбите и постоянно измеряют расстояние между собой с высочайшей точностью. Первая пара отправилась на орбиту в 2002 году, вторая – в 2018-м.

Принцип работы основан на гравитации. Когда ведущий спутник пролетает над участком с большей массой, например над регионом с обильными запасами воды, притяжение немного ускоряет его, и дистанция до второго аппарата меняется. По таким микро-сдвигам гравитационного поля исследователи вычисляют, как перераспределяется масса в атмосфере, океанах и на континентах, в том числе за счёт убыли или накопления подземных вод.

У этого подхода долгое время оставалось серьёзное ограничение. Прежние методы обработки данных GRACE и GRACE-FO не позволяли надёжно фиксировать изменения на территориях площадью менее 150 000 км², что сопоставимо с размерами Непала или Бангладеш. Определить, где именно истощение идёт быстрее всего, при таком разрешении было сложно.

Авторы новой работы применили инновационный метод обработки к глобальным данным о запасах воды на суше за пределами полярных регионов, собранным с апреля 2002 по ноябрь 2025 года.

В итоге получилась карта трендов с пространственным разрешением в 5–10 раз выше, чем у традиционных карт. Затем исследователи сосредоточились на очагах истощения и с помощью статистических моделей выяснили, как с этими изменениями связаны климат и деятельность человека.

Анализ выявил 40 регионов, где именно человек выступает главной причиной изменений запасов воды на протяжении десятилетий. Связь между антропогенным использованием земли и воды и выраженными трендами обнаружилась на каждом неполярном континенте, кроме Австралии. Потери при этом значительно превышали прирост.

Среди территорий с масштабным сокращением запасов учёные выделили следующие:

• Ближний Восток и Северная Африка

• север Индии

• запад США

• юго-восток Бразилии

Исследование показало, что откачка подземных вод играет существенную роль, которую ранее недооценивали. По данным авторов, более ранние оценки сокращения запасов воды из-за добычи грунтовых вод в среднем оказывались на 45% ниже новых результатов.

Исследователи сформулировали основной итог работы в отчёте:

Ключевой вывод этого исследования состоит в том, что тренды запасов пресной воды во многих интенсивно эксплуатируемых бассейнах и водоносных горизонтах острее, чем считалось ранее. Это имеет значение для продовольственной и водной безопасности, гидрологического и климатического моделирования, а также для понимания хрупкого баланса процессов в земной системе.

По мнению учёных, полученные данные указывают на необходимость более эффективного управления подземными водами. Особенно остро вопрос стоит в регионах, где сельское хозяйство во многом зависит от водоносных горизонтов.