بشر چندین دهه است که در پیشبرد توسعه کشاورزی و صنعتی به ویژه در مناطق خشک، به شدت به استخراج از مخازن آب زیرزمینی تکیه داشته است و همچنان دارد. با این همه، مطالعه مهمی که نتایج آن به تازگی (اردیبهشت 1403) در مجله Nature Sustainability انتشار یافته است1، زنگ خطر هشدار را به صدا درآورده است: ممکن است به زودی به نقطه اوج استخراج مقرون به صرفه آب زیرزمینی برسیم، مشابه روند مشهور تولید نفت که پیش از آنکه اُفت اجتناب‌پذیر آن آغاز شود، به اوج خود رسیده بود.

منظور از رسیدن به اوج استخراج، نقطه‌ای است که نرخ استخراج آب زیرزمینی به شکل قابل ملاحظه‌ای از پرشدگی دوباره طبیعی ناشی از بارش فراتر می‌رود و در نتیجه روند اُفت برداشت، پس از رسیدن به اوج پمپاژ آغاز می‌شود، زیرا ذخایر آب زیرزمینی دسترس‌پذیر در طول زمان کاهش یافته است. الگوی اصطلاحاً «اوج و فرود» در منابع طبیعی تمام‌شدنی مانند نفت، گاز و مواد معدنی مشاهده شده است.

برای بررسی اینکه آیا منابع سهل‌الوصول آب زیرزمینی جهان ممکن است به این نقطه اوج نزدیک شود، پژوهشگران در مطالعه خود، الگوهای آینده استفاده از آب‌ زیرزمینی را در ۲۳۵ حوضهٔ آبریز و آبخوان‌های اصلی جهان شبیه‌سازی کردند. در این تحلیل، ۹۰۰ سناریو مختلف تا سال ۲۱۰۰ در نظر گرفته شده است. در این سناریوها عدم قطعیت‌های کلیدی مانند تغییر اقلیم، رشد جمعیت، توسعه اقتصادی، پیشرفت تکنولوژیکی و سازگاری رفتاری انسان منظور شده است.

یافته‌های قابل توجه مطالعه این است که برداشت‌ جهانی آب‌ زیرزمینی، قویاً الگوی اوج و فرود را در ۹۸ درصد از سناریوهای شبیه‌سازی‌شده‌ نشان می‌دهد. به طور متوسط در این سناریوها، نرخ استخراج جهانی آب زیرزمینی تا اواسط این قرن، پیش از رسیدن به اوج خود در حدود سال ۲۰۵۰ به حدود ۶۲۵ کیلومتر مکعب در سال افزایش می‌یابد و سپس تا سال ۲۱۰۰  وارد مرحله اُفت می‌شود.

این روند لزوماً به معنای آن نیست که کل منابع عظیم آب زیرزمینی جهان که در آبخوان‌ها ذخیره شده است در حال اتمام است، بلکه نشان‌دهندهٔ افزایش تصاعدی هزینه‌ها و دشواری‌های فنی دسترسی به آب زیرزمینی از عمق‌های بیشتر در مرحله پس از اوج استخراج آب زیرزمینی است. منابع آب زیرزمینی سهل‌الوصول و مقرون به صرفه اقتصادی محدود می‌شود.

مهم‌تر از همه، پیش‌بینی می‌شود که نقطه اوج استخراج و اُفت نرخ برداشت آب زیرزمینی تا سال ۲۱۰۰، در حدود یک سوم حوضه‌های آبریز بزرگ جهان رخ می‌دهد و تقریباً نیمی (۴۴ درصد) از جمعیت جهان را تحت تأثیر قرار خواهد داد. کانون‌های اصلی مستعد رسیدن به نقطه اوج استخراج آب، محدوده‌های کشاورزی با آبیاری شدید را شامل می‌شود که انقلاب سبز را محقق ساخت و در غرب ایالات متحده، مکزیک، هند، پاکستان، چین، عربستان سعودی و ایران متمرکز شده‌اند.

نگران‌ کننده‌تر آن است که این تحلیل، 21 حوضه را شناسایی کرده است که به نظر می‌رسد پیش از این به نقطه اوج استخراج آب زیرزمینی رسیده‌اند، از جمله حوضه‌های مهم کشاورزی در دره مرکزی کالیفرنیا. پیش‌بینی می‌شود 27 حوضه دیگر که نیمی از آنها در آسیا قرار دارند، تا سال 2030 به نقطه اوج استخراج آب زیرزمینی خواهند رسید.

با توجه به اینکه آب زیرزمینی در مناطق کلیدی کشاورزی جهان به شکل فزاینده‌ای کمیاب و استخراج آن گران‌تر می‌شود، پژوهشگران هشدار می‌دهند که این روند می‌تواند هزینه‌های تولید غذا و مدیریت آب کشاورزی را به شکل قابل ملاحظه‌ای افزایش دهد. همچنین ممکن است سبب تغییرات جغرافیایی در الگوهای تجارت جهانی غذا شود، زیرا برخی کشورها به افزایش واردات محصولات و کالاهای کشاورزی از مناطقی که منابع آب فراوان‌تری دارند روی می‌آورند.

افزون بر این، ممکن است برای توسعه منابع آب جایگزین مانند مخازن، بهبود کارآیی استفاده آب کشاورزی و صنعتی با تکنولوژی‌های جدید و گسترش زیرساخت‌های توزیع آب، به سرمایه‌گذاری قابل توجهی نیاز باشد. همه بخش‌ها و جوامع ممکن است مجبور خواهند شد در طول زمان، وابستگی خود را به آب زیرزمینی، کمتر و کمتر کنند.

اثرات اجتماعی و اقتصادی پدیده اوج استخراج آب نیز احتمالاً به شکل نابرابر توزیع می‌شود. برای نمونه، در حالی که افزایش قیمت غذا بر همه مصرف‌کنندگان تأثیر می‌گذارد، ذخایر عمیق‌تر و پرهزینه‌تر آب زیرزمینی ممکن است تنها برای آن دسته از تولیدکنندگان کشاورزی دسترس‌پذیر باشد که از مزیت اقتصادی بهره‌مند باشند.

پژوهشگران معتقدند که تطبیق با این تغییرات اساسی در فراهمی آب زیرزمینی، به برنامه‌ریزی استراتژیک یکپارچه و سرمایه‌گذاری در بخش‌های آب، غذا، انرژی و محیط‌زیست نیاز دارد. به ویژه به موازات تلاش‌ها برای گذار از سیستم انرژی متکی به سوخت‌های فسیلی به منابع آب‌برتر مانند محصولات بیوانرژی و تکنولوژی‌های خنک‌سازی نیروگاه‌ها باید تلاش شود پایداری بلندمدت منابع آب نیز تضمین شود.

روی هم رفته، اگرچه جهان از آب زیرزمینی به طور کامل خالی نمی‌شود، اما این مطالعه اولین شواهد کمّی را فراهم آورده است که منابع آب زیرزمینی سهل‌الوصول و اقتصادی زمین واقعاً به نقطه اوج استخراج خود می‌رسد. این یافته‌ها بر ضرورت برنامه‌ریزی تطبیقی غیرمنفعلانه در بخش‌های مختلف برای ارتقای امنیت آب و استفاده پایدار منابع تأکید دارد، زیرا در دهه‌های به نقطه عطف مدیریت آب‌ زیرزمینی نزدیک می‌شویم.

در بسیاری از مناطق جهان، ذخایر آب زیرزمینی که رشد کشاورزی، توسعه اقتصادی و جمعیت انسانی را در نیم قرن گذشته امکان‌پذیر ساخته است، نشانه‌های رسیدن به اوج و ورود به مرحله اُفت را می‌توان مشاهد کرد. این مطالعه این پدیده جهانی دگرگون‌کننده را در تحلیلی جامع به تصویر کشیده و ضرورت آینده‌نگری را برای تقویت تلاش‌ها در امر سازگاری و ارتقای پایداری بلندمدت آب آشکار ساخته است.