Metodi geofisici e decisione multicriterio per delimitare il potenziale di falda nelle aree costiere: uno studio da Port Sudan

Perché trovare l'acqua nascosta è importante qui

In gran parte dell'est del Sudan le piogge sono scarse, i fiumi sono asciutti per la maggior parte dell'anno e molte persone si spostano verso le città in fuga dai conflitti. Port Sudan, una città costiera in rapida crescita sul Mar Rosso, oggi dipende fortemente dalle acque sotterranee per bere, cucinare e sostenere l'industria. Tuttavia queste acque sono per lo più immagazzinate in fratture nella roccia dura e in strette fasce di sabbia e ghiaia, il che le rende difficili e costose da individuare solo tramite perforazioni. Questo studio mostra come misure satellitari della gravità terrestre, combinate con mappature intelligenti e strumenti decisionali, possano indicare i luoghi più promettenti per cercare nuovi pozzi dentro e intorno a Port Sudan.

La sfida dell'acqua in una città costiera arida

Port Sudan si trova tra le scoscese Red Sea Hills a ovest e una bassa pianura costiera a est. Con solo circa 200 millimetri di pioggia all'anno e un'evaporazione molto elevata, l'acqua superficiale è quasi assente. La popolazione dipende dalle acque sotterranee immagazzinate in due tipi principali di serbatoi: depositi alluvionali superficiali costituiti da sabbia e ghiaia lungo i letti dei wadi asciutti e la pianura costiera, e rocce basamentali fratturate più profonde composte da materiale cristallino antico e duro. Gli acquiferi superficiali possono fornire buone quantità di acqua dolce ma sono vulnerabili all'intrusione di acqua salata dal mare. Le rocce fratturate, comuni più all'interno, contengono meno acqua e sono difficili da prevedere perché l'acqua è confinata in strette fratture e in zone alterate.

Usare la gravità per vedere le strutture sotterranee

Molte delle rotture e fratture che guidano le acque sotterranee giacciono in profondità sotto la superficie e non lasciano tracce visibili che i satelliti o i rilevatori di campo possano facilmente individuare. Per rivelarle, i ricercatori hanno usato dati satellitari di gravità, che registrano piccolissime variazioni nell'attrazione terrestre causate da differenze nella densità delle rocce. Dopo aver corretto questi dati per gli effetti del terreno, hanno separato tendenze di fondo profonde e lisce da anomalie più superficiali e nette legate a strutture locali. Applicando diversi filtri per il rilevamento dei bordi e una tecnica chiamata deconvoluzione di Euler, hanno tracciato reti di fratture e faglie nascoste e stimato le loro profondità. Il risultato è stata una mappa dettagliata di lineamenti — lunghe, strette zone dove le rocce sono fratturate e potenzialmente più in grado di immagazzinare e trasmettere acque sotterranee.

Pesare i fattori che controllano dove l'acqua può accumularsi

La gravità da sola non può dire quanta acqua un luogo può contenere, quindi il team l'ha combinata con altri fattori che influenzano la ricarica degli acquiferi. Usando un metodo chiamato processo di gerarchia analitica, si sono posti la domanda: quali caratteristiche contano di più per costruire un acquifero utile? La geologia si è rivelata cruciale, in particolare spessi depositi alluvionali con alta porosità e permeabilità. Anche i modelli di precipitazione, la densità delle fratture, la disposizione dei corsi d'acqua, l'uso del suolo e la pendenza sono stati valutati e mappati. Pendenze dolci e bassa densità di corsi d'acqua sono state preferite perché permettono a più acqua piovana di infiltrarsi nel terreno anziché scorrere via. Terreni coperti da alberi sono stati considerati più favorevoli rispetto alle aree urbane pavimentate, che fanno defluire rapidamente l'acqua. A ciascun fattore è stato assegnato un peso numerico e combinato in un indice unico che classifica il terreno in potenziale idrico basso, medio o alto.

Confrontare la mappa con dati reali del sottosuolo

Per verificare l'affidabilità della loro mappa, i ricercatori l'hanno confrontata con modelli bidimensionali del sottosuolo derivati dagli stessi dati di gravità, supportati da informazioni di pozzi locali. Questi modelli hanno mostrato lo spessore degli strati alluvionali e come la superficie della roccia basamentale sale e scende sotto di essi. Dove la nuova mappa prevedeva un alto potenziale di falda — principalmente nelle pianure costiere orientali e lungo i principali wadi — l'inversione gravitazionale ha rivelato bacini profondi delimitati da faglie riempiti di sabbia e ghiaia spessi oltre 25 metri, ideali per immagazzinare acqua. Al contrario, le aree occidentali classificate a basso potenziale corrispondevano a coperture sedimentarie sottili o assenti sopra un basamento aspro, implicando risorse esigue e poco affidabili confinate alle fratture.

Cosa significa per i futuri pozzi e la pianificazione

Per i non specialisti, il messaggio principale è che è possibile produrre una mappa prospettica affidabile delle acque sotterranee a scala cittadina senza trivellare centinaia di sondaggi di prova. Integrando dati satellitari di gravità, mappe di base e una ponderazione trasparente dei fattori che rendono valido un acquifero, questo studio delinea dove concentrarsi con lavori di campo più dettagliati e perforazioni attorno a Port Sudan. Le zone ad alto potenziale nelle pianure alluvionali sono i migliori obiettivi iniziali, mentre le aree di basamento a ovest possono comunque contenere risorse locali ma richiedono controlli più accurati e specifici per sito. L'approccio è conveniente, ripetibile e adatto ad altre regioni costiere aride che affrontano simili stress idrici, aiutando i pianificatori a passare dall'ipotesi a uno sviluppo delle acque sotterranee basato su evidenze.

Citazione: Mohammed, M.A.A., Daoud, A.M.A., Kazem, M.M. et al. Geophysical and multi-criteria decision methods for delineating groundwater potential in coastal terrains: a study from Port Sudan. Sci Rep 16, 5497 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35127-y

Parole chiave: acque sotterranee, Port Sudan, mappatura gravitazionale, acquifero, scarsità d'acqua