Principales influencias naturales en los cambios de almacenamiento de agua subterránea en el centro y sur de Arizona

Por qué importa esta historia del agua oculta

Millones de personas y explotaciones agrícolas en el centro y sur de Arizona dependen de un agua que no vemos: agua subterránea almacenada en capas profundas de arena y grava. A medida que el río Colorado afronta escaseces históricas y la región se calienta con temperaturas en aumento, esa reserva subterránea se ha convertido tanto en una línea de vida como en un punto de tensión. Este estudio plantea una pregunta sencilla pero vital: ¿cuánto del reciente declive del agua subterránea se debe a oscilaciones naturales del clima y cuánto refleja la forma en que usamos y gestionamos el agua? La respuesta importa para cada comunidad que espera mantener el suministro y la producción agrícola en un futuro más cálido y seco.

Vigilando el agua desde el espacio

Los investigadores combinaron dos herramientas potentes para rastrear el agua subterránea en el centro y sur de Arizona entre 2004 y 2021. Primero, utilizaron los satélites GRACE y GRACE Follow-On de la NASA, que detectan variaciones minúsculas en la gravedad de la Tierra a medida que el agua se desplaza por el planeta. Al restar los efectos de la nieve, la humedad del suelo y el agua superficial, el equipo aisló los cambios en el almacenamiento de agua subterránea a lo largo del tiempo. En segundo lugar, emplearon un sistema computacional de alta resolución que simula los flujos naturales de agua y energía en la superficie terrestre, incluidos lluvia, evaporación, escorrentía y humedad del suelo. Juntos, estos conjuntos de datos les permitieron vincular lo que los satélites observaban bajo tierra con lo que el clima hacía en la superficie.

Diferentes cuencas, destinos distintos

El análisis reveló un mosaico notable en lugar de una única historia regional. En muchas cuencas del sur y sureste, los niveles de agua subterránea mostraron descensos fuertes y sostenidos que no se compensaban con recarga por lluvia y escorrentía. Estos puntos críticos de pérdida también tendían a presentar temperaturas en aumento y señales más marcadas de evaporación y consumo hídrico por la vegetación, lo que sugiere que la demanda impulsada por el calor extrae más agua del subsuelo hacia la atmósfera. En contraste, algunas cuencas del norte y centro mostraron descensos más débiles o condiciones más estables. Allí, los cambios en el agua subterránea siguieron más de cerca entradas naturales como la precipitación, la humedad profunda del suelo y la filtración lenta desde el subsuelo, lo que apunta a una mayor capacidad de recarga natural o al apoyo de proyectos de recarga gestionada.

Ordenando patrones con estadística inteligente

Para entender esta complejidad, el equipo empleó métodos estadísticos para extraer modos de comportamiento compartidos entre docenas de cuencas de agua subterránea. Examinaron qué tan bien se alineaban los cambios en el agua subterránea con distintas variables superficiales y redujeron esta red de relaciones a unos pocos patrones principales. Un patrón capturó la fuerza general del vínculo entre las oscilaciones climáticas y el agua subterránea. Otros distinguieron cuencas donde predominan los procesos de recarga de aquellas donde las pérdidas a la atmósfera o la escorrentía rápida son más importantes. Usando estos patrones, los investigadores agruparon las subcuencas en cuatro clústeres: dominadas por recarga, sensibles a la recarga, mixtas y dominadas por pérdidas. Las cuencas dominadas por pérdidas, mayormente en el sur, mostraron señales naturales de recarga débiles y fuertes vínculos con la evaporación, mientras que las cuencas dominadas por recarga en el corredor norte-central respondieron de forma más directa a la lluvia y a la escorrentía subterránea.

Dónde chocan la actividad humana y el clima

Es importante: los satélites detectan todos los cambios en el agua subterránea, ya provengan de la naturaleza o de la actividad humana como el bombeo y la recarga artificial. En cambio, el modelo de superficie terrestre solo representa procesos naturales. Donde ambos discrepan más, como en áreas fuertemente gestionadas cerca de Phoenix y Pinal, la descoincidencia apunta a una marcada huella humana. Al comparar patrones entre cuencas, el estudio estima que la variabilidad natural impulsada por el clima explica solo alrededor del 16 por ciento de las diferencias en las tendencias de largo plazo del agua subterránea de un lugar a otro. Dentro de esa porción natural, la evaporación, la precipitación y la escorrentía subterránea son los mayores contribuyentes. El resto de la variación probablemente refleja bombeo, proyectos de recarga, geología local y las incertidumbres residuales de los datos, lo que subraya cuánto influyen hoy las actividades humanas en los resultados del agua subterránea.

Orientando decisiones más inteligentes sobre el agua

Para el público general, la conclusión clave es que no todos los acuíferos del centro y sur de Arizona son igualmente vulnerables ni igualmente resilientes. Algunas cuencas disponen de mejor recarga natural y pueden ser candidatas adecuadas para ampliar proyectos de recarga, si esas zonas de recarga se protegen. Otras ya están atrapadas en regímenes dominados por pérdidas, donde el calor intenso, la baja recarga natural y las extracciones intensas se combinan para provocar descensos constantes. El marco desarrollado aquí no demuestra por sí solo cuánto agua han extraído las personas, pero mapea claramente dónde el clima y el agua subterránea están estrechamente vinculados y dónde las decisiones de gestión dominan. Ese mapa puede ayudar a los responsables políticos a orientar la conservación, los límites de bombeo y las inversiones en recarga hacia los lugares que más lo necesitan, en un contexto donde el futuro del río Colorado es cada vez más incierto.

Cita: Mohajer, B., Famiglietti, J.S., Chandanpurkar, H.A. et al. Key natural influences on groundwater storage changes in Central and Southern Arizona. Sci Rep 16, 14859 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44132-0

Palabras clave: agua subterránea, Arizona, satélites GRACE, sequía, sostenibilidad del agua