Europa ma duży problem. Na kontynencie od lat utrzymuje się susza

W 2020 r. w czasopiśmie "Geophysical Research Letters" ukazał się artykuł Evy Boergens, w którym autorka udokumentowała znaczący niedobór wody w Europie Środkowej w miesiącach letnich 2018 i 2019 r. Od tego czasu badacze znacznie uważniej przyglądają się problemowi. W ramach unijnego projektu Global Gravity-based Groundwater Product (G3P) naukowcy wykorzystali grawimetrię satelitarną do obserwacji światowych zasobów wód gruntowych i udokumentowali ich zmiany w ostatnich latach.

Analizy danych przeprowadzone przez Torstena Mayera-Gürra i Andreasa Kvasa z Instytutu Geodezji Uniwersytetu Technicznego w Grazu (TU Graz) wskazują jednoznacznie, że w Europie nie odnotowano wzrostu poziomu wód gruntowych. Badacze ostrzegają, że może mieć to bardzo negatywne i dalekosiężne skutki dla całego kontynentu.

Skutki przedłużającej się suszy były widoczne w Europie latem 2022 r.: koryta rzek wysychały, powoli zanikały liczne zbiorniki wodne i całe powiązane z nimi ekosystemy. Sucha gleba to też duże problemy dla rolnictwa i energetyki. Elektrowniom atomowym we Francji brakowało wody chłodzącej, a elektrownie wodne również nie mogły z pełną wydajnością spełniać swojej funkcji. Stąd też na całym kontynencie odnotowywano niedobory energii.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

W jaki sposób geodeci z TU Graz mogą wykorzystać dane z kosmosu do dokładnych obliczeń dotyczących wód gruntowych? Sercem projektu G3P są bliźniacze satelity o nazwie Tom i Jerry. Ważna jest odległość między nimi wynosząca około 200 kilometrów. Ten z tyłu (Tom) nie może dogonić tego z przodu (Jerry'ego), dlatego nadano im nazwę w odnoszącą się do bohaterów kreskówek.

Odległość między satelitami jest stale i precyzyjnie mierzona. Jeśli przelatują nad górą, to satelita z przodu jest początkowo szybszy od tego z tyłu ze względu na zwiększoną masę pod nim. Po minięciu góry znów nieco zwalnia, ale satelita z tyłu przyspiesza, gdy tylko dotrze do góry. Po przelocie ich względna prędkość ustala się ponownie. Te zmiany odległości przy dużych masach są głównymi zmiennymi pomiarowymi dla określenia pola grawitacyjnego Ziemi i są ustalane z mikrometrową dokładnością.

W ciągu jednego dnia satelity okrążają Ziemię 15 razy, co oznacza, że pełną powierzchnię naszej planety obrazują w ciągu miesiąca. TU Graz może zatem co miesiąc dostarczać pełną mapę grawitacyjną Ziemi. - Wysiłek obliczeniowy jest dość duży. Pomiary odległości między satelitami wykonywane są co pięć sekund, co daje około pół miliona odczytów miesięcznie. Na tej podstawie wyznaczamy następnie mapy pola grawitacyjnego - tłumaczy Torsten Mayer-Gürr.

Jednak sama mapa grawitacyjna to za mało, aby określić poziom wód gruntowych. Satelity pokazują wszystkie zmiany masy na Ziemi i nie dokonują rozróżnienia między morzem, jeziorami i wodami gruntowymi. Torsten Mayer-Gürr i jego zespół znając całkowitą masę, odejmują od niej zmiany masy w rzekach i jeziorach, wilgoć gleby, śnieg i lód. Na koniec pozostaje już tylko woda gruntowa.

Takie obliczenia wymagają szerokiej współpracy międzynarodowej. Dlatego przy projekcie 3GP pracują eksperci posiadający dane o masie różnych rodzajów wód z Austrii, Niemiec, Szwajcarii, Francji, Hiszpanii, Finlandii i Holandii.

Efekty tej współpracy pokazują, że sytuacja wodna w Europie stała się obecnie bardzo niepewna. Torsten Mayer-Gürr nie spodziewał się tego na tak dużą skalę. - Kilka lat temu nigdy bym nie przypuszczał, że woda będzie problemem w Europie, zwłaszcza w Niemczech czy Austrii. Tutaj faktycznie pojawiają się problemy z zaopatrzeniem w wodę. Musimy mieć to na uwadze – wyjaśnia naukowiec.

Zdaniem badaczy konieczne jest dalsze dokumentowanie trwającej suszy, a to wymaga ciągłej misji satelitów w kosmosie i dalszej współpracy międzynarodowej. Dlatego Europejska Agencja Kosmiczna ESA i jej amerykański odpowiednik NASA będą wspólnie kontynuować badania w ramach projektu MAGIC (Mass-change And Geoscience International Constellation).

Źródło: TU Graz, fot. Kvas - TU Graz