Scarico sottomarino di acque sotterranee e flussi associati lungo la costa di Kanyakumari in India mediante tracciante del radon e approccio del bilancio di massa dei nutrienti

Acqua dolce nascosta sotto le onde

Lungo molte coste, incluso l'estremo sud dell'India, grandi quantità di acqua dolce fuoriescono silenziosamente in mare attraverso il fondale. Questo flusso invisibile, chiamato scarico sottomarino di acque sotterranee, può trasportare nutrienti che sostengono la vita—ma anche inquinanti—dalla terra all'oceano. Lo studio alla base di questo articolo si concentra sulla costa di Kanyakumari, dove il Mare Arabico incontra l'Oceano Indiano, e mostra come il monitoraggio di un gas naturale presente nell'acqua aiuti a rivelare dove avviene questo flusso nascosto, quanto è intenso e cosa significa per gli ecosistemi costieri e la sicurezza idrica locale.

Una costa dove si incontrano tre mari

Il distretto di Kanyakumari, all'estremità meridionale dell'India, presenta promontori rocciosi, spiagge sabbiose ed estuari ricchi, alimentati da fiumi e zone umide. Riceve forti piogge stagionali sia dal monsone sudoccidentale che da quello nordorientale, che ricaricano gli acquiferi sotterranei. Sotto la superficie, strati di roccia alterata, sabbia e argilla immagazzinano acqua che viene utilizzata per bere e irrigare. Ma parte di quest'acqua non raggiunge pozzi o fiumi; invece filtra direttamente in mare attraverso sedimenti costieri porosi. Poiché questo scambio avviene fuori dalla vista, comprenderlo è cruciale per una regione che già affronta scarsità idrica, intrusione salina e un aumento dell'inquinamento dovuto all'agricoltura, alle acque reflue e all'industria.

Usare un gas naturale come tracciante

Per misurare il flusso nascosto di acqua sotterranea verso il mare, i ricercatori hanno utilizzato il radon‑222, un gas radioattivo che si forma naturalmente nelle rocce e nel suolo. L'acqua sotterranea assorbe radon mentre scorre attraverso i minerali sotterranei, perciò contiene generalmente molto più radon rispetto all'acqua di superficie marina. Prelevando campioni dalle falde interne e dall'acqua di poro nella sabbia delle spiagge durante alta e bassa marea, e prima e dopo la stagione monsonica, il team ha misurato i livelli di radon insieme alla chimica di base dell'acqua e ai nutrienti chiave. Hanno poi applicato un «bilancio di massa» del radon—un esercizio contabile che pesa tutte le sorgenti e le perdite di radon—per stimare quanta acqua sotterranea deve filtrare verso le acque costiere per spiegare le concentrazioni osservate.

Pulsazioni stagionali di acque sotterranee e nutrienti

Le misure hanno rivelato che il radon nelle acque sotterranee era da uno a due ordini di grandezza più alto rispetto alle acque marine vicine, confermando che la fuoriuscita dal sottosuolo è la principale fonte di radon lungo questa costa. Utilizzando l'approccio del bilancio di massa, il team ha rilevato che lo scarico sottomarino di acque sotterranee variava da circa 0,01 a quasi 1 metro cubo per metro quadrato di fondale al giorno, con valori più elevati dopo le piogge monsoniche. La ricarica post‑monsone innalza il livello e la pressione della falda, spingendo più acqua verso il mare. Allo stesso tempo, la chimica ha mostrato che le aree con alto radon ma basso contenuto di sale segnano apporti di acqua sotterranea più dolce, mentre elevata salinità e radon inferiore indicano zone dove l'acqua di mare semplicemente circola dentro e fuori dal fondale.

Cibo per la vita—e carburante per le fioriture algali

Oltre al radon, i ricercatori hanno seguito le forme disciolte di azoto, fosforo e silice—nutrienti che alimentano la vita marina. Hanno riscontrato che questi nutrienti sono generalmente più concentrati nelle acque sotterranee che nell'acqua di superficie marina, e che la loro immissione nell'oceano tramite le acque sotterranee cambia con le stagioni. Prima del monsone, quando la diluizione è minore, le acque sotterranee trasportavano relativamente più azoto disciolto e silice, aumentando il rischio che questi apporti possano favorire fioriture algali o condizioni di basso ossigeno nelle acque costiere. Dopo il monsone, il flusso d'acqua sotterranea più forte coincideva con una maggiore diluizione, perciò le concentrazioni di nutrienti nell'acqua in scarico erano inferiori nonostante il flusso totale d'acqua fosse maggiore.

Cosa significa per le coste e le comunità

In termini semplici, questo studio mostra che il fondale lungo la costa di Kanyakumari si comporta come un confine che perde, dove acqua dolce sotterranea—a volte pulita, a volte inquinata—entra costantemente in mare. Usando il radon come un colorante invisibile, gli autori hanno mappato dove questa perdita è più intensa, come varia tra stagioni secche e piovose e come apporta nutrienti che possono sia sostenere le reti trofiche marine sia, in eccesso, danneggiarle. I risultati suggeriscono che gestire la qualità delle acque costiere nelle regioni influenzate dal monsone non può basarsi solo sui fiumi e sul deflusso superficiale; bisogna considerare anche ciò che avviene sotto la sabbia. Un controllo migliore di fertilizzanti, acque reflue e prelievi di falda nell'entroterra plasmerà direttamente la salute dell'oceano costiero al largo.

Citazione: George, A.K., Gandhi, M.S., Muthukumar, P. et al. Submarine groundwater discharge and associated fluxes along the Kanyakumari coast of India using radon and nutrient mass balance approach. Sci Rep 16, 8655 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37950-9

Parole chiave: scarico sottomarino di acque sotterranee, acquiferi costieri, tracciante radon, flusso di nutrienti, Mare Arabico