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A impressão digital humana no ciclo da água da Terra

A global map depicts trends of terrestrial water storage over more than two decades, with increases shown in shades of blue and declines in orange and brown.
Medições das missões GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) e GRACE-FO (GRACE Follow-On), da NASA, revelam tendências no armazenamento de água terrestre de abril de 2002 a novembro de 2025. As áreas contornadas em preto indicam onde as tendências mostraram fortes associações com atividades humanas. As tendências são representadas em termos da mudança anual média na profundidade equivalente de água. NASA Earth Observatory/Michala Garrison, com base em dados de O’Neill, M.M., et al.

Os seres humanos estão exercendo uma influência cada vez maior sobre a forma como a água se move por lagos, rios, pelo solo e pelo subsolo, e um novo estudo da NASA mostra onde esses efeitos são maiores. Usando mais de duas décadas de medições de satélite de mudanças sutis na gravidade da Terra, os pesquisadores aperfeiçoaram a compreensão de como — e por quê — o armazenamento de água terrestre mudou.

Este mapa resume suas descobertas, representando as mudanças no armazenamento de água terrestre de abril de 2002 a novembro de 2025. Além da influência da variabilidade climática, os cientistas identificaram 40 regiões onde as mudanças também coincidiram com atividades humanas, como irrigação, enchimento de reservatórios e mudanças no uso da terra. Essas atividades estiveram significativamente relacionadas às tendências do armazenamento de água terrestre em todos os continentes não polares, exceto a Austrália.

Em algumas áreas, os efeitos das atividades humanas foram especialmente fortes. “Em quatro regiões continentais, uma variável antropogênica mostrou uma relação mais forte com as tendências de armazenamento do que qualquer variável climática”, disse Mary Michael O’Neill, hidróloga do Goddard Space Flight Center da NASA e autora principal do estudo.

Entre elas estão locais conhecidos, como o Central Valley da Califórnia e o norte da Índia, onde a forte dependência dos agricultores em relação às águas subterrâneas reduziu o armazenamento — no caso da Índia, mais rapidamente do que estimativas anteriores indicavam. Em outros lugares, alguns tipos de agricultura e de gestão da água parecem ter produzido o efeito oposto.

A gravidade como indicador da água

Os dados por trás do mapa vêm das missões GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) e GRACE-FO (GRACE Follow-On), cada uma composta por dois satélites que voam em formação. Quando o satélite líder passa sobre uma área com maior massa, a pequena mudança na gravidade exerce uma atração sobre ele, e instrumentos a bordo dos satélites medem a mudança na distância entre eles. Como a água e o gelo são pesados e se deslocam regularmente, os cientistas podem usar os dados do GRACE para inferir ganhos e perdas.

Os dados dos satélites normalmente são processados em mapas mensais que mostram padrões amplos de armazenamento de água. Mas, ao longo de mais de 20 anos, os satélites passaram muitas vezes sobre a maior parte do planeta. Ao combinar todas essas passagens, os pesquisadores conseguiram mapear tendências de longo prazo da água com um nível de detalhe espacial cinco a dez vezes maior que o das análises anteriores. A contrapartida foi uma perda de detalhe temporal. Em seguida, eles aplicaram técnicas estatísticas para avaliar a importância de vários fatores antropogênicos e climáticos nas tendências de armazenamento e identificar onde as atividades humanas podem ter contribuído.

A resolução espacial aprimorada revelou alguns impactos humanos que não haviam sido detectados anteriormente, disse Matthew Rodell, vice-diretor de Ciências da Terra para Hidrosfera, Biosfera e Geofísica no Goddard e um dos autores do estudo. A análise também mostrou que algumas tendências conhecidas eram mais fortes do que se imaginava.

Para onde foi a água

Em vários continentes, áreas agrícolas irrigadas com águas subterrâneas estiveram fortemente associadas a declínios no armazenamento de água terrestre. Na América do Norte, esses declínios apareceram no Central Valley da Califórnia, nas Planícies Altas meridionais dos EUA e em Chihuahua, no México, onde secas prolongadas aumentaram a dependência dos agricultores em relação às águas subterrâneas. O bombeamento de águas subterrâneas também provocou declínios no norte da Índia, onde a análise aprimorada mostrou uma tendência de queda mais acentuada do que se imaginava. De acordo com descobertas anteriores, o recuo das geleiras do Himalaia respondeu por apenas 15% do declínio nessa região.

Outros tipos de agricultura tiveram uma relação diferente com as tendências de armazenamento de água. Em partes da África subsaariana, por exemplo, ocorreram alguns aumentos onde as áreas de cultivo de sequeiro se expandiram. Nessa região, extensões de savana nativa foram substituídas pelo cultivo de milheto durante o período do estudo, e os níveis freáticos subiram apesar da precipitação abaixo da média. Um padrão semelhante surgiu no estado do Maranhão, no norte do Brasil, onde campos de soja substituíram florestas e áreas de arbustos. A tendência resultante no armazenamento de água pode ser explicada, em parte, pelo uso eficiente da água por plantas cereais e leguminosas e por práticas indígenas que ajudam a direcionar a água para aquíferos rasos, disseram os pesquisadores.

Projetos de armazenamento e desvio de água também ganharam destaque no novo mapa. Centenas de grandes reservatórios foram enchidos durante o período do estudo, observam os autores, mas a resolução espacial mais baixa das medições de gravidade anteriormente dificultava seu monitoramento. Na nova análise, o reservatório de Boguchany, no rio Angara, na Rússia — o segundo maior reservatório enchido no século XXI — apresentou a tendência de armazenamento de água mais forte no norte da Ásia não polar.

2021-06-13 00:00:00
Um trecho do Canal de Karakum, que desvia água de rios para irrigar áreas agrícolas no deserto, aparece como uma faixa linear coberta de vegetação nesta fotografia, feita por um astronauta a bordo da Estação Espacial Internacional em 13 de junho de 2021.

O mapa também identifica reservatórios menores e outros projetos de engenharia hidráulica. O Deserto de Karakum , no Turcomenistão, registrou ganhos no armazenamento de água decorrentes do longo Canal de Karakum, em grande parte não revestido, que o atravessa. O canal desvia água de rios para apoiar a agricultura no deserto, mas uma quantidade suficiente se infiltra no solo durante o percurso para alterar o quadro hídrico do deserto. A resolução mais detalhada do mapa permite monitorar melhor essas mudanças hidrológicas em áreas remotas, onde outras opções de medição podem ser limitadas.

Daqui para a frente, O’Neill quer registrar como barragens, desvios, irrigação e outros controles sobre a água da Terra afetam o armazenamento a jusante, além de separar a influência de atividades locais e não locais. “Eu também gostaria de recuperar mais informações sobre a dimensão temporal”, disse ela. Uma forma de fazer isso é combinar os dados de maior resolução com produtos mensais padrão ou aplicar a técnica recente a períodos mais curtos. “Isso poderia ajudar a acompanhar como as tendências localizadas evoluem em resposta a eventos específicos, como secas ou mudanças de políticas.”

Mapa do NASA Earth Observatory por Michala Garrison, usando dados de O’Neill, M.M., et al. (2026) . Fotografia de astronauta A fotografia ISS065-E-111045 foi obtida em 13 de junho de 2021 com uma câmera digital Nikon D5, usando uma distância focal de 1.150 milímetros . Ela é fornecida pela ISS Crew Earth Observations Facility e pela Earth Science and Remote Sensing Unit do NASA Johnson Space Center. A imagem foi feita por um membro da Expedition 65 crew . A imagem foi recortada e aprimorada para melhorar o contraste, e artefatos da lente foram removidos. O

International Space Station Program

apoia o laboratório como parte do

ISS National Lab

para ajudar astronautas a tirar fotografias da Terra que sejam de maior valor para cientistas e para o público, e para disponibilizar essas imagens gratuitamente na internet. Imagens adicionais feitas por astronautas e cosmonautas podem ser vistas no NASA/JSC

Gateway to Astronaut Photography of Earth

. Texto de Lindsey Doermann.

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