A impressão digital humana no ciclo da água na Terra

Os seres humanos estão a exercer uma influência crescente sobre a forma como a água se move através de lagos, rios, solo e subsuperfície, e um novo estudo da NASA mostra onde esses efeitos são maiores. Usando mais de duas décadas de medições por satélite de mudanças sutis na gravidade da Terra, os pesquisadores afiou a imagem de como – e porquê – o armazenamento de água terrestre mudou.

Este mapa resume as suas descobertas, representando mudanças no armazenamento de água terrestre entre Abril de 2002 e Novembro de 2025. Para além da influência da variabilidade climática, os cientistas identificaram 40 regiões onde as mudanças também se alinharam com actividades humanas, tais como irrigação, represamento de reservatórios e mudanças no uso da terra. Estas actividades estavam significativamente relacionadas com as tendências de armazenamento de água terrestre em todos os continentes não polares, excepto na Austrália.

Em algumas áreas, os efeitos das atividades humanas foram especialmente fortes. “Em quatro regiões continentais, uma variável antropogénica 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 principal autora do estudo.

Eles incluem locais bem conhecidos, como o da Califórnia Vale Central e o norte da Índia, onde a forte dependência dos agricultores das águas subterrâneas reduziu o armazenamento – no caso da Índia, mais rapidamente do que sugeriam estimativas anteriores. Noutros lugares, alguns tipos de agricultura e gestão da água parecem ter feito o oposto.

Os dados por trás do mapa vêm do GRAÇA (Recuperação de Gravidade e Experimento Climático) e GRAÇA-FO (GRACE Follow-On), cada uma das quais consiste em dois satélites que voam em conjunto. À medida que o satélite líder passa sobre uma área com maior massa, a ligeira mudança na gravidade o atrai, e os instrumentos a bordo dos satélites medem a mudança na distância entre eles. Como a água e o gelo são pesados ​​e mudam regularmente, os cientistas podem usar os dados GRACE para inferir ganhos e perdas.

Os dados dos satélites são normalmente 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 puderam mapear tendências hídricas de longo prazo com cinco a 10 vezes mais detalhes espaciais do que análises anteriores. A compensação foi uma perda de detalhes temporais. Aplicaram então técnicas estatísticas para avaliar a importância de vários factores antropogénicos e climáticos nas tendências de armazenamento e para identificar onde as actividades humanas podem ter contribuído.

A resolução espacial melhorada revelou alguns impactos humanos que não tinham sido detectados anteriormente, disse Matthew Rodell, vice-diretor de Ciências da Terra para Hidrosfera, Biosfera e Geofísica em Goddard e um dos autores do estudo. A análise também mostrou que algumas tendências conhecidas eram mais fortes do que se pensava anteriormente.

Em vários continentes, as terras agrícolas irrigadas por águas subterrâneas estiveram fortemente associadas ao declínio no armazenamento de água terrestre. Na América do Norte, estes declínios apareceram no Vale Central da Califórnia, nas planícies altas do sul dos EUA e em Chihuahua, no México, onde as secas de longa duração aumentaram a dependência dos agricultores das águas subterrâneas. O bombeamento de águas subterrâneas também provocou declínios no norte da Índia, onde a análise refinada mostrou uma tendência descendente mais acentuada do que a anteriormente percebida. Consistente com descobertas anteriores, o recuo das geleiras do Himalaia foi responsável por apenas 15% do declínio ali.

Outros tipos de agricultura tiveram uma relação diferente com as tendências de armazenamento de água. Em partes da África Subsariana, por exemplo, ocorreram alguns aumentos onde as terras agrícolas de sequeiro se expandiram. Lá, áreas de savana nativa foram substituídas pelo cultivo de milheto durante todo o período do estudo, e os lençóis freáticos aumentaram apesar da precipitação abaixo da média. Um padrão semelhante surgiu no estado do Maranhão, no norte do Brasil, onde os campos de soja substituíram florestas e matagais. A tendência resultante de armazenamento de água pode ser explicada em parte pelo uso eficiente da água por cereais e leguminosas e pelas 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 preenchidos durante o período do estudo, observam os autores, mas a resolução espacial grosseira das medições de gravidade anteriormente tornava-as difíceis de rastrear. Na nova análise, o reservatório de Boguchany, no rio Angara, na Rússia, o segundo maior reservatório cheio no século XXI, produziu a tendência mais forte de armazenamento de água no norte da Ásia não polar.

O mapa também resolve reservatórios menores e outros projetos de engenharia hidrológica. O Deserto de Karakum no Turquemenistão registaram-se ganhos de armazenamento de água decorrentes do longo e praticamente sem revestimento do Canal Karakum que o atravessa. O canal desvia a água do rio para apoiar a agricultura no deserto, mas penetra no solo durante o seu percurso o suficiente para alterar a imagem da água no deserto. A resolução mais precisa do mapa permite um melhor monitoramento de tais mudanças hidrológicas em áreas remotas onde outras opções de medição podem ser limitadas.

Seguindo em frente, O’Neill pretende captar como as barragens, os desvios, a irrigação e outros controlos da água da Terra afectam o armazenamento a jusante e desvendar a influência das actividades locais e não locais. “Eu também gostaria de recuperar mais a imagem temporal”, disse ela. Uma maneira de fazer isso é combinar os dados de maior resolução com produtos mensais padrão ou aplicar a técnica recente em prazos mais curtos. “Isso poderia ajudar a acompanhar como as tendências localizadas evoluem em resposta a eventos específicos, como secas ou mudanças políticas.”

Mapa do Observatório da Terra da NASA por Michala Garrison, usando dados de O’Neill, MM, et al. (2026). Fotografia de astronauta ISS065-E-111045 foi adquirida em 13 de junho de 2021, com uma câmera digital Nikon D5 com distância focal de 1.150 milímetros. É fornecido pelo Centro de Observação da Terra da Tripulação da ISS e pela Unidade de Ciências da Terra e Sensoriamento Remoto do Centro Espacial Johnson da NASA. A imagem foi tirada por um membro do Tripulação da expedição 65. A imagem foi cortada e aprimorada para melhorar o contraste, e os artefatos da lente foram removidos. O Programa Estação Espacial Internacional apoia o laboratório como parte do Laboratório Nacional da ISS ajudar os astronautas a tirar fotos da Terra que serão de maior valor para os cientistas e o público, e disponibilizar essas imagens gratuitamente na Internet. Imagens adicionais tiradas por astronautas e cosmonautas podem ser visualizadas no NASA/JSC Porta de entrada para fotografia de astronautas da Terra. História de Lindsey Doermann.