U arizonskom bazenu Willcox, istočno od Tucsona, odvija se jedan od najbržih procesa slijeganja tla u Sjedinjenim Američkim Državama. Tlo puca, bunari propadaju, a lokalizirane poplave nakon kiša samo su površinske manifestacije dugotrajne degradacije podzemlja. Prema najnovijem istraživanju predstavljenom u listopadu na konferenciji GSA Connects 2025, neke lokacije u Willcoxu spuštaju se oko 15 cm godišnje, a u razdoblju od 2017. do 2021. zabilježeno je slijeganje od oko 90 cm.
Ukupno, od početka intenzivnog korištenja podzemnih voda 1950-ih, pojedini dijelovi ovog bazena potonuli su oko 3,6 metara. Prema podacima Arizona Department of Water Resources (Vodovod), Willcox je trenutno najbrže slijegajuće područje Arizone, ali subsidencija se događa u gotovo svim velikim podzemnim bazenima u državi.
Mehanizam slijeganja tla
Subsidenicija u Arizoni primarno je posljedica prekomjernog crpljenja podzemnih voda. Velike poljoprivredne operacije u Willcoxu, osobito uzgoj lucerne i drugih visokovodnih kultura, oslanjaju se gotovo isključivo na podzemne akvafere, jer površinski vodni resursi u pustinjskoj jugoistočnoj Arizoni praktički ne postoje.
Prema objašnjenju geofizičara Briana Conwaya iz arizonskog Vodovoda, podzemna voda u normalnim okolnostima ispunjava pore unutar sedimenta i djeluje poput unutarnjeg oslonca. Kada se crpljenjem podzemnih voda razina spusti, pore se postupno zbijaju. Taj proces je nepovratan: nakon kolapsa pora, akvafer zauvijek gubi dio svojeg skladišnog kapaciteta, čak i u slučaju kasnijeg povećanja razine podzemnih voda.
Ovaj trajni gubitak podzemnih rezervoara osobito je problematičan u suhoj klimi. U pustinjskoj regiji, gdje podzemne vode imaju ključnu ulogu u opskrbi stanovništva i poljoprivrede, svaka trajno izgubljena jedinica vodnog kapaciteta predstavlja dugoročni rizik, kažu američki stručnjaci u svojoj prezentaciji.
Kratkotrajan efekt kišnije zime 2022./2023.
Zima 2022./2023. bila je jedna od rijetkih iznadprosječno kišnih, uz značajan snježni pokrivač u planinama. Lokalni dužnosnici nadali su se da će povećani dotok vode u akvafere privremeno zaustaviti subsidenciju. Analiza dr. Danielle Smilovsky predstavljena na konferenciji pokazuje da je povećana infiltracija nakratko usporila slijeganje tla, ali ekstremno suho i vruće ljeto koje je uslijedilo izbrisalo je većinu tog učinka.
Drugim riječima, raspoloživa infiltracija nije bila dovoljna da zaustavi dugoročnu subsidenciju, što potvrđuje da se proces ne može ublažiti samo povremenim kišnim sezonama. Povijesno gledano, Willcox je bio jedno od rijetkih područja Arizone u kojem nije postojala nikakva regulacija crpljenja podzemnih voda. Prema dr. Smilovsky, tamo dugo vremena doslovno nije bilo vodnih pravila.
Postoje dijelovi Arizone gdje aktivno upravljanje područjem regulacija postoji već 40 godina. Na primjer, u Phoenixu, Tucsonu itd… Ovaj model upravljanja uspostavljen je Zakonom o upravljanju podzemnim vodama iz 1980. (Arizona Groundwater Management Act 1980). U tim područjima, gdje je regulacija aktivna desetljećima, podzemne vode su se stabilizirale ili djelomično oporavile.
Tamo gdje je Arizona ranije uvela kontrolu crpljenja podzemnih voda, situacija se poboljšala: razine podzemnih voda rastu ili se stabiliziraju, a subsidencija je drastično usporena ili zaustavljena. Za razliku od bazena Willcox, koji desetljećima nije imao nikakvu regulaciju, pa se subsidencija nastavila ubrzavati.
Kontrola nad trošenjem podzemnih voda
Sada se to mijenja: područje Willcoxa je 2024./2025. prvi put proglašeno područjem pod aktivnom upravom, tj. zaštitom, čime se uvodi sustav kontrole i planiranja korištenja podzemnih voda. Prethodna inicijativa iz 2022. nije prošla na referendumu, ali se odluka ove godine ipak donijela kroz regulatorni proces na razini savezne države Arizone.
U drugim arizonskim bazenima rezultati su bili značajni: u Phoenix AMA i Tucson AMA razine podzemnih voda pokazuju dugoročni oporavak, subsidencija je na mnogim lokacijama potpuno prestala.
Za razliku od Phoenixa i Tucsona, Willcox ima specifičnu kombinaciju faktora – ekstremno suhu klimu, vrlo visok pritisak poljoprivrednog navodnjavanja, goleme privatne farme koje su dugi niz godina koristile neograničene količine podzemne vode, gotovo nikakvu površinsku vodu koja bi nadomjestila iscrpljene akvafere.
Zbog toga stručnjaci smatraju da se podzemne vode u Willcoxu ni dugoročno neće u potpunosti oporaviti. Smilovsky ističe da bi za potpuni oporavak razina podzemnih voda bilo potrebno da ovo područje doslovno ne bude pustinja, što je u klimatskim uvjetima jugoistočne Arizone nerealno.
Kako se subsidencija uklapa u širu sliku?
Slijeganje tla u Arizoni izravno se preklapa s nekoliko ključnih elemenata klimatske politike SAD-a i globalno: suše i ekstremna vrućina povećavaju ovisnost o podzemnim vodama. Prema podacima Nacionalne uprave za oceane i atmosferu (NOAA), jugozapad SAD-a ušao je u najduži višedesetljetni megasušni period u posljednjih 1200 godina. Kako se površinske vode smanjuju, poljoprivreda i lokalne zajednice sve se više oslanjaju na akvafere.
Nadalje, intenzitet kiše raste, ali to ne znači više upijanja. Američka klimatska procjena (NCA) pokazuje da ekstremne oborine postaju češće, ali u aridnim regijama takve kiše uglavnom stvaraju bujične tokove koji brzo otječu umjesto da prodru u tlo. To dodatno ograničava sposobnost akvafera da se prirodno obnavljaju.
Klimatske politike sve više uključuju upravljanje podzemnim vodama. U SAD-u je upravljanje crpljenjem podzemnih voda tradicionalno bilo u nadležnosti saveznih država. Arizonski AMA režim smatra se jednim od najnaprednijih modela, ali njegovo širenje na ruralne zajednice poput Willcoxa politički je bilo vrlo teško, sve dok subsidencija nije postala neodrživa.
To je problem jer trajni gubitak akvafera znači permanentni gubitak otpornosti. Trajno zbijanje sedimenta znači smanjenje budućeg kapaciteta za skladištenje vode. U klimatskom scenariju s češćim sušama, to znači i smanjenu sposobnost regije da preživi ekstremne godine.
Drugim riječima, subsidencija nije samo tehnički geološki proces nego indikator strukturnog klimatsko-vodnog rizika, ne samo u SAD-u nego i globalno, uključujući dijelove Europe koji se oslanjaju na podzemne vode (npr. Po Valley u Italiji, dijelovi Španjolske i Mađarske).
Iako smo se ovdje bavili samo jednim američkim okrugom, valja kazati kako postoje i gora, tj. brža slijeganja tla na svijetu. Npr. Jakarta, Indonezija sliježe do 25 cm godišnje, na pojedinim lokacijama i više. Loše je i u Mexico Cityju gdje je prosjek oko 20–30 cm godišnje, s rekordima iznad 40 cm u 20. stoljeću.
Loše je stanje i u Teheranu te ravnicama Irana gdje tlo sliježe oko 20–30 cm godišnje. Proces slijeganja traje desetljećima i ne može se jednostavno preokrenuti. Istraživanja pokazuju da je dio štete, uključujući gubitak skladišnog kapaciteta akvifer, trajan.
No, prema iskustvu drugih bazena, režim upravljanja podzemnim vodama može usporiti daljnje slijeganje, stabilizirati razine podzemnih voda, spriječiti daljnje pucanje tla.