miniaturadaimagem|Imagem RADARSAT do Lago Vostok, Antártica. Em geologia chama-se água fóssil ou paleoágua a água subterrânea selada em um aquífero por um longo período de tempo. A água pode permanecer sob o solo por milhares ou mesmo milhões de anos, até que mudanças geológicas venham a vedar o reservatório, impedindo que haja reabastecimento pela precipitação. A água, aprisionada em seu interior, é então chamada água fóssil.
A UNESCO define água fóssil como “água que se infiltrou geralmente há milênios e frequentemente sob condições climáticas diferentes das atuais, e que foi armazenada no subsolo desde então”, ou seja, está baseada na idade e nas características de tempo em que esta água foi depositada.
O Sistema Aquífero de Arenito Núbio, localizado na parte oriental do Deserto do Saara está entre as reservas de água fóssil mais notáveis do planeta.
A água fóssil, por definição, não é um recurso renovável. Enquanto a maioria dos aquíferos são naturalmente reabastecidos por infiltração da água da precipitação, aquíferos fósseis são aqueles que têm pouco ou nenhum reabastecimento.
A determinação da idade em que a água foi depositada é uma tarefa difícil uma vez que esta pode estar espalhada dentro de um Aquífero em áreas extensas e com diferentes comportamentos, mas que pode ser realizada através de estudos com perfuração e sondagem de poços com auxílio de análise de assinatura isotópica.
Geologia Os sistemas de aquíferos de água fóssil são heranças de tempos passados com condições climáticas mais úmidas, como Eras Glaciais, e que hoje podem estar localizados até mesmo em regiões áridas e semiáridas.
Essas reservas são geralmente encontradas em regiões de rochas porosas e semi-porosas, como rochas sedimentares (arenito), onde os poros foram, a muito tempo, preenchidos de água. Em alguns casos, esses poços podem ser encontrados selados por outras rochas como argila, calcário ou basalto que envolvem esses aquíferos e isolam a água de seu interior.
Estimativas mostram que grande parte da água fóssil entre o Holoceno e o Pleistoceno, ou seja entre 10.000 e 40.000 anos atrás. A International Atomic Energy Agency, com o projeto Coordinated Research Project (CRP), juntou cientistas de 14 países para trabalharem com pesquisa de hidrologia isotópica e desenvolver novas ferramentas e compilar o primeiro conjunto de dados global de idades de radionuclídeos de gases nobres em aquíferos profundos.
A datação de águas subterrâneas depende da medição das concentrações de certos isótopos estáveis, como trítio (³H) e radiocarbono para datações até cerca de 40.000 anos e hélio-4 e crípton-81 para datações mais antigas, além de oxigênio-18, e da comparação dos valores com as concentrações conhecidas do passado geológico.
O aquífero pode ser formado por águas precipitadas que se infiltraram no solo a muitos anos, formando aquíferos de água subterrânea profunda, bem como podem ser formados por águas intersticiais, ou seja fluidos que estavam presentes em poros entre os grãos de sedimento, que a medida que os sedimentos foram sendo compactados e litificados os fluidos são expelidos, também conhecida como água conata. A datação e a presença de certas substâncias podem auxiliar a indicar a origem da água que está sendo analisada, bem como as condições ambientais locais e globais em que estas foram armazenadas no que hoje corresponde aos aquíferos de água fóssil.Claus Kohfahl, Gudrun Massmann, Asaf Pekdeger. Fossiles und neues Grundwasser als Teil des Gesamtwassers. S. 90–97 in: José L. Lozán, Hartmut Graßl, Peter Hupfer, Ludwig Karbe, Christian-Dietrich Schönwiese (Hrsg.): Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle? 3. Auflage, 2011. Disponível em:<https://www.climate-service-centre.de/imperia/md/content/csc/warnsignalklima/warnsignal_klima_
wasser_kap1_1.9_massmann_etal.pdf>Einen umfassenden Überblick dazu liefern A. Suckow, P. K. Aggarwal, L. Araguas-Araguas (Hrsg.). Isotope Methods For Dating Old Groundwater. Internationale Atomenergiebehörde, Wien 2013. Disponível em: <https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/Pub1587_web.pdf>Glynn PD, Plummer LN. Geochemistry and the understanding of ground-water systems. Hydrogeology Journal. 2005;(1):263-287. Disponível em:<https://www.researchgate.net/publication/225400581_Geochemistry
_and_the_Understanding_of_Ground-Water_Systems>
Usos das Reservas de Água Fóssil A água fóssil pode ser extraída de aquíferos para diversos fins humanos, principalmente agricultura, indústria e consumo. Representa um elemento de grande valor social e econômico para as regiões que a possuem.
Nas regiões das Terras Baixas do Norte da Alemanha, as águas fósseis representam 50% da água utilizada para abastecimento da agricultura.
A prática também é muito observada em regiões com escassez de água incluindo América (Mcguire et al., 2003), Austrália, México, Europa Oriental, Argélia, Egito, Arábia Saudita, Jordânia (Ala, 1998), Líbia, Síria, Índia e China (Dennehy et al., 2002, Gleeson 2010, Konikow e Kendy, 2005Salameh, 2008, Salameh), com diferentes finalidades de abastecimento.
Em regiões áridas, essas águas muitas vezes representam a principal fonte de abastecimento, mostrando difícil a tarefa do debate entre preservação e utilização. Programas como Coordinated Research Project (CRP) da IAEA e o Programa Hidrológico Internacional (PHI) da UNESCO têm se dedicado a realizar estudos e debates acerca das águas subterrâneas e de seus usos. Durante a 12ª sessão do Conselho Intergovernamental do PHI da UNESCO resoluções foram adotadas para “estudos das águas subterrâneas fósseis na África Subsaariana e Saariana”, considerando que as águas fósseis são o principal recurso dessas regiões, mostra-se necessário estudos aprofundados das mesmas.
Problemática A Declaração de Trípoli da Conferência de Gestão de Recursos Não Renováveis de 1999 reconheceu que, “em muitos países áridos, a exploração controlada e cuidadosamente regulamentada de recursos hídricos subterrâneos não renováveis poderia representar tanto uma oportunidade quanto um desafio para o seu desenvolvimento social e econômico.” Nessas regiões, especialmente as correspondentes a bacias transfronteiriças, a escassez de recursos hídricos renováveis é vista como uma ameaça ao crescimento socioeconômico sustentável, gerando conflitos de longa data entre moradores e políticas transfronteiriças que fazem uso das mesmas fontes. “Hirmand International River Basin / Helmand localizado no Irã e no Afeganistão pode ser um exemplo de tais conflitos.” A jusante da bacia hidrográfica, localizada no Irã, enfrenta condições climáticas adversas e escassez severa de água causada principalmente por atividades a montante da bacia (Afeganistão), o que os levou à utilização da extração de água subterrânea fóssil para atender a demanda da região.
A exploração de aquíferos para diferentes necessidades de abastecimento de água está entre os principais motivos para a superexploração dos lençóis freáticos (Ebraheem et al., 2002; Steward and Allen, 2016; UNESCO, 2003), levando a maiores custos de extração (Bierkens et al., 2017; Dennehy et al., 2002; Foster et al., 2015; Gisser e Sánchez, 1980; Negri, 1989), bem como à deterioração da qualidade da água (De Graaf et al., 2019; Reinecke et al., 2018; Manos et al., 2009, 2010).
Em regiões da Planície do Norte da China, a superexploração da água fóssil subterrânea nas últimas décadas do século XX levou a subsidência do solo e à salinização da água subterrânea devido a infiltração de água salobra adjacente.
A água fóssil é um recurso não renovável quando o aquífero não possui um sistema de reabastecimento de água por infiltração, e em regiões áridas, alguns aquíferos que contêm água disponível e utilizável recebem pouca ou nenhuma recarga significativa.
Contaminação Natural (Geogênica) e Potencial Estudos verificaram que o uso de água subterrânea fóssil pode gerar contaminação radioativa geogênica em aquíferos. Como exemplo, pode ser observado o aquífero de arenito de Disi Cambro-Ordovícico, no sul da Jordânia que apesar da presença de água potável, possui também 20 vezes mais atividade de rádio-226 e rádio-228 que as classificadas como inofensivas, e que, portanto, para ser utilizada seria necessário tratamentos de custo elevado. O rádio encontrado é proveniente da decomposição de urânio e tório dos minerais compostos no arenito do aquífero que não é absorvido pelo baixo teor de minerais de argila no arenito em questão.Vengosh A, Hirschfeld D, Vinson D, Dwyer G, Raanan H, Rimawi O, Al-Zoubi A, Akkawi E, Marie A, Haquin G, Zaarur S, Ganor J (2009). High naturally occurring radioactivity in fossil groundwater from the Middle East. Environ Sci Technol 43(6):1769–1775
Além disso, níveis elevados de trítio (³H) também foram encontrados em regiões com água fossilizada, sendo que os níveis de trítio encontrados na atmosfera costumam ser extremamente baixos. Este teor foi observado desde os primeiros testes de armas nucleares em 1950 com aumento das proporções de trítio, um indicativo da influência das atividades humanas. Sendo assim, poluentes antropogênicos liberados na superfície podem penetrar nas águas dos aquíferos com a infiltração de água em algumas décadas e misturar-se com águas subterrâneas de diferentes idades e profundidades.
Exemplos de Aquíferos com Água Fóssil Estudos de casos globais sobre datação de águas subterrâneas em grandes aquíferos ao redor do mundo observaram:
Na Argentina, na Bacia do Salado, águas subterrâneas com idades próximas a um milhão de anos; Na Planície do Norte da China, aquíferos com até um milhão de anos e natureza essencialmente não renovável; Na Namíbia, no Aquífero Ohangwena, com idades de recarga de 40.000 a 160.000 anos, ligadas ao final do Pleistoceno. Nos aquíferos Intercalaire Continental e Terminal Complexo do Norte da África, recargas de períodos antigos de umidade com quase nenhuma reposição moderna.
A UNESCO disponibiliza também a Tabela com alguns aquíferos contendo predominantemente águas fósseis subterrâneas não renováveis: +LocalizaçãoAquíferoExtensão (km²)Reservas Exploráveis (Mm³)Extração Atual (Mm³/a)Referências AtuaisEgito, Líbia, Sudão e ChadeSistema Aquífero do Arenito Núbio2,200,00014,460,0002,170,000Unesco (2006), OSS (2003)Argélia, Líbia e TunísiaSistema Aquífero do Saara Noroeste1,000,0001,280,0002,560Pallas e Salem (1999), OSS (2003)Argélia, Líbia e NígerSistema Aquífero da Bacia de Murzuk450,00060 a 80,0001,750Salem (1992), OSS (2003)Mauritânia, Senegal e GâmbiaAquífero Profundo Maastrichtiano200,000480 a 580,000265Khouri (1990), OSS (2003)Mali, Níger e NigériaSistema Aquífero Iullemeden (SAI)500,000250,000 a 2,000,000225Dodo (1992), OSS (2003)Níger, Nigéria, Chade, Sudão, Líbia e CamarõesSistema Aquífero da Bacia do Chade600,000170 a 350,000250Terap (1992), OSS (2003)BotsuanaAquífero Kalahari Karoo80,00086,0002,890Carlsson (1993)Arábia Saudita, Bahrein, Catar e Emirados Árabes UnidosDiversos225,000 a 250,000500,000 a 2,185,00013,790UnescoJordâniaAquífero Disi3,0006,250170Garber e Salameh (1992)AustráliaSistema de Aquífero Artesiano (Great Artesian Basin - GAB)1,700,000170,000600UnescoArgentina, Brasil, Paraguai e UruguaiSistema Aquífero Guarani (SAG)1,200,00037.000 a 45.0001.000 a 3.000Gov.br
Sistema Aquífero de Arenito Núbio O Sistema Aquífero de Arenito Núbio, localizado na parte oriental do Deserto do Saara, está entre as maiores e mais antigas reservas de água fóssil, estimando-se que contenha 150.000 km³ de água. Embora a quantidade de água disponível no aquífero seja abundante, cientistas e ações políticas se preocupam com a durabilidade do mesmo, uma vez que suas águas não podem ser reabastecidas, tendo em vista que as águas fósseis não fazem parte do sistema ativo de ciclos de água.