Mengungkap Misteri Hilangnya Air Tanah

Jumlah akuifer menurun di seluruh dunia, namun kisah sukses menunjukkan bahwa pengelolaan proaktif dapat membalikkan tren ini.

Penurunan air tanah terjadi dengan cepat di seluruh dunia, dan seringkali dengan kecepatan yang semakin cepat. Menulis di jurnal Alam, Para peneliti UC Santa Barbara menyajikan penilaian tingkat air tanah terbesar di seluruh dunia, yang mencakup hampir 1.700 akuifer. Selain meningkatkan kewaspadaan akan berkurangnya sumber daya air, penelitian ini juga memberikan contoh-contoh instruktif mengenai kondisi yang berjalan baik, dan bagaimana penipisan air tanah dapat diatasi. Studi ini merupakan keuntungan bagi para ilmuwan, pembuat kebijakan, dan pengelola sumber daya yang berupaya memahami dinamika air tanah global.

Data Dibalik Tren Air Tanah

“Penelitian ini didorong oleh rasa ingin tahu. Kami ingin lebih memahami keadaan air tanah global dengan mempermasalahkan jutaan pengukuran permukaan air tanah,” kata penulis utama Debra Perrone, seorang profesor di Program Studi Lingkungan UC Santa Barbara.

Tim mengumpulkan data dari catatan nasional dan subnasional serta hasil kerja lembaga lain. Penelitian ini memakan waktu tiga tahun, dua tahun di antaranya dihabiskan hanya untuk pembersihan dan pemilahan data. Hal itulah yang diperlukan untuk memahami 300 juta pengukuran ketinggian air dari 1,5 juta sumur selama 100 tahun terakhir.

Berikutnya adalah tugas menerjemahkan banyaknya data menjadi wawasan aktual tentang tren air tanah global. Para peneliti kemudian menjelajahi lebih dari 1.200 publikasi untuk merekonstruksi batas-batas akuifer di wilayah penyelidikan dan mengevaluasi tren ketinggian air tanah di 1.693 akuifer.

Makalah ini menyajikan laporan paling komprehensif mengenai tren tingkat air tanah di seluruh dunia. Warna yang lebih gelap menunjukkan perubahan 10 cm/tahun atau lebih. Kredit: Jasechko dkk.

Temuan mereka memberikan analisis paling komprehensif mengenai tingkat air tanah global hingga saat ini, dan menunjukkan prevalensi penipisan air tanah. Penelitian ini mengungkapkan bahwa air tanah menurun di 71% akuifer. Dan penipisan ini semakin cepat terjadi di banyak tempat: laju penurunan air tanah pada tahun 1980an dan 90an meningkat pesat dari tahun 2000 hingga saat ini, hal ini menunjukkan betapa buruknya permasalahan yang ada menjadi semakin buruk. Penurunan yang semakin cepat ini terjadi di hampir tiga kali lebih banyak tempat dibandingkan yang diperkirakan secara kebetulan.

Mempercepat Penurunan dan Solusi Pemulihan

Pendalaman air tanah lebih sering terjadi di iklim yang lebih kering, dengan penurunan yang semakin cepat terutama terjadi di lahan kering dan semi-kering yang sedang ditanami – “sebuah temuan intuitif,” kata rekan penulis utama Scott Jasechko, seorang profesor di Bren School of Environmental Science & Pengelolaan. “Tetapi sesuatu yang bersifat intuitif adalah satu hal. Menunjukkan bahwa hal ini terjadi pada data dunia nyata adalah hal yang berbeda.”

Di sisi lain, ada tempat-tempat yang tingkatnya telah stabil atau pulih. Penurunan air tanah pada tahun 1980an dan 90an terjadi pada 16% sistem akuifer yang data historisnya dimiliki oleh penulis. Namun, kasus-kasus ini hanya setengah dari kejadian yang diperkirakan secara kebetulan.

“Studi ini menunjukkan bahwa manusia dapat membalikkan keadaan dengan upaya yang disengaja dan terkonsentrasi,” kata Jasechko.

Ambil contoh Tucson, Arizona. Air yang diambil dari Sungai Colorado digunakan untuk mengisi kembali akuifer di dekat Lembah Avra. Proyek ini menyimpan air untuk digunakan di masa depan. “Air tanah sering kali dipandang sebagai rekening bank untuk air,” jelas Jasechko. “Mengisi ulang akuifer secara sengaja memungkinkan kami menyimpan air tersebut hingga saat dibutuhkan.”

Masyarakat dapat menghabiskan banyak uang untuk membangun infrastruktur yang mampu menampung air di atas tanah. Namun jika Anda memiliki geologi yang tepat, Anda dapat menyimpan air dalam jumlah besar di bawah tanah, yang jauh lebih murah, tidak terlalu mengganggu, dan tidak terlalu berbahaya. Air tanah yang tersimpan juga dapat memberikan manfaat bagi ekologi wilayah tersebut. Faktanya, saat menyiapkan laporan penelitian pada tahun 2014, Perrone menemukan bahwa pengisian ulang akuifer dapat menyimpan air enam kali lebih banyak per dolar dibandingkan reservoir permukaan.

Pengisian ulang air tanah di Tucson merupakan keuntungan bagi akuifer setempat; Namun, penarikan air telah menyebabkan sungai besar itu menyusut di atas permukaan tanah. Colorado jarang lagi mencapai delta di Teluk California. “Intervensi air tanah ini dapat menimbulkan konsekuensi,” Jasechko mengakui.

Tindakan Regulasi dan Wawasan Teknologi

Pilihan lainnya adalah fokus pada pengurangan permintaan. Seringkali hal ini melibatkan peraturan, perizinan, dan biaya untuk penggunaan air tanah, jelas Perrone. Untuk mencapai tujuan ini, dia saat ini sedang mengkaji undang-undang air di AS bagian barat untuk memahami beragam intervensi ini. Terlepas dari apakah hal ini disebabkan oleh pasokan atau permintaan, pemulihan akuifer tampaknya memerlukan intervensi, ungkap studi tersebut.

Para penulis melengkapi pengukuran dari sumur pemantauan dengan data dari Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE). Misi GRACE terdiri dari satelit kembar yang secara tepat mengukur jarak antar satelit saat mengorbit Bumi. Dengan cara ini, pesawat tersebut mendeteksi fluktuasi kecil pada gravitasi planet, yang dapat mengungkap dinamika akuifer dalam skala besar.

“Keunggulan GRACE adalah memungkinkan kita mengeksplorasi kondisi air tanah di mana kita tidak memiliki data di lapangan,” kata Perrone. “Penilaian kami melengkapi GRACE. Jika kami memiliki data in-situ, kami dapat mengeksplorasi kondisi air tanah secara lokal, yang merupakan tingkat penyelesaian yang penting ketika Anda mengelola penipisan air.” Resolusi lokal ini sangat penting, seperti yang penulis temukan, karena akuifer yang berdekatan dapat menunjukkan tren yang berbeda.

Meskipun demikian, tren ketinggian air tanah tidak memberikan gambaran keseluruhan. Bahkan ketika akuifer tetap stabil, penarikan air tanah masih dapat mempengaruhi aliran sungai dan air permukaan di dekatnya, menyebabkan kebocoran ke bawah permukaan, seperti yang dijelaskan oleh Perrone dan Jasechko dalam artikel lain. Alam kertas pada tahun 2021.

Para penulis juga menganalisis variabilitas curah hujan selama empat dekade terakhir pada 542 akuifer. Mereka menemukan bahwa 90% akuifer yang penurunannya semakin cepat berada di tempat yang kondisinya semakin kering selama 40 tahun terakhir. Tren ini kemungkinan besar telah mengurangi pengisian ulang air tanah dan meningkatkan permintaan. Di sisi lain, variabilitas iklim juga memungkinkan air tanah pulih kembali ketika kondisi menjadi lebih basah.

Studi tentang sumur pemantauan ini melengkapi makalah yang diterbitkan Perrone dan Jasechko pada tahun 2021. Studi tersebut mewakili penilaian terbesar terhadap sumur air tanah global, dan menjadi sampul jurnal Science. “Sumur pemantauan memberi kami informasi tentang pasokan. Dan sumur air tanah memberi kita informasi mengenai permintaan,” kata Perrone.

“Secara keseluruhan, hal ini memungkinkan kita untuk mengetahui sumur mana yang sudah mengering, atau yang kemungkinan besar akan mengering jika terjadi penurunan permukaan air tanah,” tambah Jasechko.

Perrone dan Jasechko kini mengkaji bagaimana tingkat air tanah bervariasi dari waktu ke waktu dalam konteks perubahan iklim. Menghubungkan tingkat perubahan ini dengan kedalaman sumur sebenarnya akan memberikan prediksi yang lebih baik mengenai lokasi yang berisiko terhadap akses air tanah.

“Penipisan air tanah tidak bisa dihindari,” kata Jasechko. Resolusi yang baik, studi global akan memungkinkan para ilmuwan dan pejabat memahami dinamika sumber daya tersembunyi ini.

Referensi: “Penurunan air tanah secara cepat di banyak akuifer secara global tetapi kasusnya pulih” 24 Januari 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-023-06879-8