Water – De drogende planeet

Naarmate de aarde opwarmt  , de waterreservoirs krimpen en de gletsjers smelten, boren mensen steeds vaker naar een grotendeels onbeheerde, onzichtbare voorraad zoet water: de enorme, verborgen poelen diep onder de grond.

Nu waarschuwt een nieuwe studie die de totale zoetwatervoorraad van de wereld onderzoekt – inclusief rivieren, regenwater, ijs en grondwaterlagen – dat de meest essentiële hulpbron van de aarde snel verdwijnt, wat wijst op wat de auteurs van het artikel omschrijven als “een kritieke, opkomende bedreiging voor de mensheid”. De landmassa’s van de planeet drogen uit.

Op de meeste plaatsen valt er minder neerslag, terwijl vocht sneller uit de bodem verdampt. Meer dan wat dan ook wordt de aarde langzaam uitgedroogd door de ongecontroleerde ontginning van grondwater, dat ten grondslag ligt aan enorme delen van elk continent. Bijna 6 miljard mensen, oftewel driekwart van de mensheid, woont in de 101 landen die volgens de studie te maken hebben met een netto afname van de watervoorziening – wat enorme uitdagingen voor de voedselproductie en een toenemend risico op conflict en instabiliteit met zich meebrengt.

Het artikel “geeft een glimp van hoe de toekomst eruit zal zien”, aldus Hrishikesh Chandanpurkar, een wetenschapper op het gebied van aardsystemen die werkt aan de Arizona State University en hoofdauteur van de studie. “We putten al uit een trustfonds. We weten eigenlijk niet hoeveel er op de rekening staat.”

Het onderzoek, dat vrijdag werd gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances, bevestigt niet alleen dat droogtes en neerslag extremer worden, maar meldt ook dat uitdrogende gebieden zich snel uitbreiden. Het onderzoek toonde ook aan dat delen van de planeet weliswaar natter worden, maar dat die gebieden juist krimpen.

De studie, die de ijskappen van Antarctica en Groenland buiten beschouwing laat, concludeert niet alleen dat de aarde kampt met een pandemie van “continentale uitdroging” op lagere breedtegraden, maar ook dat het ongecontroleerd oppompen van grondwater door boeren, steden en bedrijven wereldwijd nu verantwoordelijk is voor 68% van het totale zoetwaterverlies in die gebieden, waar over het algemeen geen gletsjers zijn.

Grondwater is alomtegenwoordig over de hele wereld, maar de kwaliteit en diepte ervan variëren, evenals het potentieel om door regenval te worden aangevuld. Grote grondwaterbekkens – de diepe en vaak hoogwaardige aquifers – vormen de basis voor ongeveer een derde van de planeet, waaronder ongeveer de helft van Afrika, Europa en Zuid-Amerika. Veel van die aquifers hebben echter miljoenen jaren nodig gehad om te ontstaan en het kan duizenden jaren duren om ze weer aan te vullen. In plaats daarvan stroomt een aanzienlijk deel van het water dat uit de ondergrond wordt gehaald, via rivieren van het land naar de oceanen.

De onderzoekers waren verrast toen ze ontdekten dat het waterverlies op de continenten zo dramatisch is toegenomen dat het een van de grootste oorzaken is geworden van de wereldwijde zeespiegelstijging. Het vochtverlies door verdamping en droogte, plus de afvoer van opgepompt grondwater, overtreft nu het smelten van gletsjers en de ijskappen van Antarctica of Groenland als de grootste bijdrage aan de watervoorziening van de oceanen.

Water van land is een belangrijke oorzaak geworden van de stijging van de zeespiegel

Het grootste deel van het waterverlies in droge gebieden wordt veroorzaakt door het oppompen van grondwater, waardoor er uiteindelijk zoet water uit de grondlagen in de oceanen terechtkomt.

De studie analyseert 22 jaar aan observatiegegevens van NASA’s Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE)-satellieten, die veranderingen in de massa van de aarde meten en zijn toegepast om het watergehalte te schatten. De techniek was twintig jaar geleden baanbrekend toen medeauteur van de studie, Jay Famiglietti, destijds hoogleraar aan de Universiteit van Californië in Irvine, deze gebruikte om te bepalen waar de watervoerende lagen afnamen.

Sindsdien hebben hij en anderen tientallen artikelen gepubliceerd met behulp van GRACE-gegevens, maar de vraag is altijd blijven hangen: wat betekent het grondwaterverlies in de context van al het water dat beschikbaar is op de continenten? Dus ging Famiglietti, nu hoogleraar aan de Arizona State University, aan de slag om al het landwater in gletsjers, rivieren en watervoerende lagen te inventariseren en te kijken wat er veranderde. Het antwoord: alles, en snel.

Sinds 2002 hebben de GRACE-sensoren een snelle verschuiving in waterverliespatronen over de hele wereld gedetecteerd. Rond 2014 lijkt het tempo van de uitdroging echter te zijn versneld, zo ontdekten de auteurs, en groeit het nu elk jaar met een gebied dat twee keer zo groot is als Californië. “Het is als een soort sluipende ramp die de continenten heeft overgenomen op manieren die niemand echt had verwacht”, aldus Famiglietti. (Zes andere onderzoekers leverden ook een bijdrage aan de studie.)

De delen van de wereld die het meest acuut uitdrogen, raken met elkaar verbonden en vormen wat de auteurs van de studie omschrijven als “megaregio’s” die zich uitstrekken over de gematigde breedtegraden van de aarde. Een van die regio’s beslaat bijna heel Europa, het Midden-Oosten, Noord-Afrika en delen van Azië.

De uitdroging van de aarde is de afgelopen jaren versneld

De dramatische uitputting van grondwater en oppervlaktewater, plus het smelten van gletsjers tussen 2014 en 2024, heeft ooit van elkaar gescheiden droge gebieden met elkaar verbonden, waardoor er ‘mega-uitdrogingsgebieden’ zijn ontstaan die zich uitstrekken over hele continenten.

In het Amerikaanse zuidwesten en Californië is grondwaterverlies een bekend verhaal, maar in de afgelopen twee decennia heeft deze hotspot zich ook dramatisch verspreid. Het strekt zich nu uit tot Texas en de zuidelijke High Plains, waar de Ogallala-aquifer afhankelijk is voor de landbouw, en breidt zich uit naar het zuiden, door heel Mexico en Midden-Amerika. Deze regio’s zijn met elkaar verbonden, niet omdat ze afhankelijk zijn van dezelfde waterbronnen – in de meeste gevallen is dat niet het geval – maar omdat hun bevolking met dezelfde gevaren van waterschaarste te maken krijgt: de meest waarschijnlijke is een voedselcrisis die uiteindelijk miljoenen mensen kan ontheemden.

“Dit moet als een wake-up call dienen”, aldus Aaron Salzberg, voormalig onderzoeker bij het Woodrow Wilson Center en voormalig directeur van het Water Institute aan de Universiteit van North Carolina, die niet bij het onderzoek betrokken was.

Onderzoek heeft al lang aangetoond dat mensen meer water uit de grond halen wanneer klimaatgerelateerde hitte en droogte het ergst zijn. Bijvoorbeeld, tijdens droogtes, wanneer Californië beperkingen heeft opgelegd aan de levering van oppervlaktewater aan boeren – die de staat reguleert – hebben de enorme landbouwbedrijven die de Central Valley domineren dieper geboord en harder gepompt, waardoor de watervoerende laag – die de staat minder nauwkeurig reguleert – nog verder is uitgeput.

Dergelijke onttrekkingen zijn grotendeels onzichtbaar gebleven. Zelfs met de GRACE-gegevens kunnen wetenschappers de exacte niveaus niet meten of weten wanneer een watervoerende laag uitgeput zal raken. Maar er is één onfeilbaar teken dat het grondwater verdwijnt: de aarde erboven stort in terwijl de grond samendrukt als een drogende spons. De zichtbare tekenen van dergelijke bodemdaling over de hele wereld lijken overeen te komen met wat de GRACE-gegevens zeggen. Mexico-Stad zinkt doordat de grondwaterlagen worden drooggelegd, net als grote delen van China, Indonesië, Spanje en Iran, om er maar een paar te noemen.

Een recente studie door onderzoekers van Virginia Tech in het tijdschrift Nature Cities toonde aan dat 28 steden in de Verenigde Staten zinken – waaronder New York, Houston en Denver – wat een bedreiging vormt voor alles, van de veiligheid van gebouwen tot het openbaar vervoer. In de Central Valley ligt het grondoppervlak bijna 9 meter lager dan in het begin van de 20e eeuw.

Wanneer er zoveel water wordt opgepompt, moet het ergens naartoe. Net als rivieren en beken die door regenval worden gevoed, komt een groot deel van het gebruikte grondwater in de oceaan terecht. De studie wijst op een opmerkelijke verschuiving: grondwater dat door mensen wordt opgepompt, gebruikt voor landbouw of stedelijke watervoorziening en vervolgens in drainagesystemen wordt geloosd, draagt nu meer water bij aan de oceanen dan er smelt van de grootste ijskappen ter wereld.

Mensen misbruiken grondwater niet alleen, ze overspoelen ook hun eigen kusten en steden, waarschuwt Famiglietti. Dat betekent dat ze ook enkele van ‘s werelds belangrijkste voedselproducerende laaglanden in gevaar brengen, in de Nijl- en Mekongdelta, en in steden van Shanghai tot New York. Eenmaal in de oceanen zal grondwater natuurlijk nooit meer geschikt zijn voor drinkwater en menselijk gebruik, zonder dure en energieverslindende zuivering of via de natuurlijke cyclus van verdamping en neerslag als regen.

Maar zelfs dan komt het mogelijk niet meer terecht waar het het hardst nodig is. Grondwater “is een intergenerationele hulpbron die slecht wordt beheerd, als het al wordt beheerd”, stelt de studie, “tegen enorme en uitzonderlijk onderschatte kosten voor toekomstige generaties.”

Dat zo’n snelle en substantiële overconsumptie van grondwater ook kustoverstromingen veroorzaakt, onderstreept de toenemende dreiging van stijgende temperaturen en droogte. Het betekent dat waterschaarste en enkele van de meest ontwrichtende effecten van klimaatverandering nu onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. En hier smeken de auteurs van de studie leiders om een beleidsoplossing te vinden: verbeter het waterbeheer en verminder het grondwatergebruik nu, en de wereld heeft een instrument om de zeespiegelstijging te vertragen.

Als het beheer en het gebruik van grondwater wereldwijd niet worden aangepast, loopt de mensheid het risico delen van haar kuststeden op te geven, terwijl ze tegelijkertijd eindige reserves opsoupeert die ze hard nodig zal hebben naarmate de andere effecten van klimaatverandering zich manifesteren.

Hoe grondwater oceaanwater wordt

• Het proces begint als er water uit diepe ondergrondse lagen wordt aangesproken om het gebrek aan water door regenval en rivieren te compenseren.
• Wereldwijd wordt 70% van het zoete water gebruikt voor de teelt van gewassen, en naarmate de droogte extremer wordt, komt er steeds meer water uit grondwater. Slechts een klein deel van dat water sijpelt terug in grondwaterlagen.
• In plaats daarvan stroomt het meeste water via beken naar rivieren.
• De rivieren monden uiteindelijk uit in de oceaan, waar zoet water zout water wordt. Om dat water weer bruikbaar te maken, moet het industrieel gezuiverd worden of als regenwater terugkeren naar het land. Maar door klimaatverandering valt er in deze drogere gebieden minder regen.

Als de uitdroging aanhoudt – en de onderzoekers waarschuwen dat het nu bijna onmogelijk is om het terug te draaien “op menselijke tijdschalen” – kondigt dit “potentieel duizelingwekkende” en cascade-effecten aan voor de wereldorde. Het grootste deel van de wereldbevolking woont in de 101 landen die volgens de studie zoetwater verliezen. Deze landen vormen niet alleen Noord-Amerika, Europa en Noord-Afrika, maar ook een groot deel van Azië, het Midden-Oosten en Zuid-Amerika. Dit suggereert dat de middelste strook van de aarde minder leefbaar wordt.

Het correleert ook nauw met de plaatsen die een aparte groep klimaatonderzoekers al heeft geïdentificeerd als een krimpende ecologische niche die de afgelopen 6000 jaar geschikt was voor de beschaving. Gecombineerd wijzen deze bevindingen allemaal op de waarschijnlijkheid van wijdverbreide hongersnood, de migratie van grote aantallen mensen op zoek naar een stabielere omgeving en de aanhoudende impact van geopolitieke wanorde.

Peter Gleick, klimaatwetenschapper en lid van de National Academy of Sciences, prees het nieuwe rapport omdat het trends bevestigde die ooit theoretisch waren. De gevolgen, zei hij, zouden diepgaand destabiliserend kunnen zijn. “Het massaal oppompen van grondwater”, zei Gleick, “vormt een enorm risico voor de voedselproductie.” En voedsel, benadrukte hij, is de basis voor stabiliteit. Het waterwetenschapscentrum dat hij mede oprichtte, het Pacific Institute, heeft meer dan 1900 incidenten geregistreerd waarbij watervoorraden slachtoffer, instrument of oorzaak van geweld waren.

In Syrië leidden droogte en grondwateruitputting vanaf 2011 tot onrust op het platteland, wat bijdroeg aan de burgeroorlog, die miljoenen mensen ontheemde. In Ghana kwamen in 2017 demonstranten in opstand toen waterbronnen opdroogden. En in Oekraïne, waarvan de tarwe een groot deel van de wereld van graan voorziet, is de waterinfrastructuur een frequent doelwit geweest van Russische aanvallen.

“Water wordt gebruikt als een strategisch en politiek instrument”, aldus Salzberg, die bijna twintig jaar lang als speciaal directeur waterbeheer bij het ministerie van Buitenlandse Zaken waterveiligheidsvraagstukken analyseerde. “We kunnen verwachten dat we dit vaker zullen zien naarmate de watercrisis verergert.”

India heeft bijvoorbeeld onlangs water ingezet als wapen tegen Pakistan. In april, na terroristische aanslagen in Kasjmir, schortte premier Narendra Modi de deelname van zijn land aan het Induswaterverdrag op, een overeenkomst tussen de twee kernmachten over het delen van rivieren, die in 1960 werd onderhandeld. Het Indus-systeem stroomt vanuit Tibet noordwestwaarts India in en buigt vervolgens zuidwaarts af naar Pakistan. Pakistan heeft zijn grondwaterreserves ernstig uitgeput – de regio kampt volgens het artikel in Science Advances met een van de meest urgente waternoodsituaties ter wereld.

De Indus is alleen maar essentiëler geworden als zoetwatervoorziening voor de 252 miljoen inwoners. Het toestaan dat dat water de grens overgaat zou “schadelijk zijn voor de belangen van India”, aldus Modi. In dit geval probeerde hij niet de watervoorziening voor zijn land te herstellen, zei Salzberg, maar maakte hij gebruik van de schaarste om een strategisch voordeel te behalen ten opzichte van de belangrijkste rivaal van zijn land.

Wat het meest nodig is, is een waterbeheer dat water erkent als een cruciale hulpbron die zowel soevereiniteit als vooruitgang bepaalt, voegde Salzberg eraan toe. Toch bestaat er geen internationaal kader voor waterbeheer en hebben slechts een handvol landen een eigen nationaal waterbeleid.

De Verenigde Staten hebben geprobeerd het grondwatergebruik te reguleren, maar in sommige gevallen lijken die pogingen te mislukken. In 2014 nam Californië een voor velen revolutionaire wet aan over grondwaterbeheer, die gemeenschappen verplichtte hun totale watervoorraad te beoordelen en het gebruik ervan op lange termijn te begroten. Maar de wet treedt pas in 2040 volledig in werking, waardoor veel grondwaterdistricten nog steeds zwaar water uit grondlagen kunnen putten, zelfs terwijl ze hun plannen voor het behoud van die bronnen afronden. Het onderzoek van Chandanpurkar en Famiglietti onderstreept de gevolgen van zo’n trage aanpak.

Arizona was in 1980 een pionier op het gebied van grondwaterregelgeving en creëerde zogenaamde actieve beheersgebieden, waar de waterwinning beperkt zou zijn en oppervlaktewater gebruikt zou worden om grondwaterlagen aan te vullen. Arizona koos er echter alleen voor om het water in stedelijke gebieden te beheren, waardoor er enorme, ongereguleerde delen van de staat overbleven waar investeerders, boeren en de industrie zich allemaal op de beschikbaarheid van gratis water stortten voor winst.

De afgelopen jaren hebben Saoedische investeerders water uit plattelandsgebieden opgepompt om voer te verbouwen voor vee dat naar het Arabisch Schiereiland wordt geëxporteerd, en hedgefondsen concurreren om water op te pompen en te verkopen aan steden in de buurt van Phoenix. Ondertussen halen vier van de oorspronkelijke vijf actieve beheersgebieden de eigen doelstellingen van de staat niet.

“Ze zeggen graag: ‘Oh, het beheer gaat goed’,” zei Famiglietti, maar als we naar de komende eeuw kijken, suggereren de trends dat de grondwaterlagen zullen blijven leeglopen. “Niemand heeft het daarover. Ik denk niet dat het overdreven is om te zeggen dat het een existentieel probleem is voor steden als Phoenix.”

Zowel Californië als Arizona verbouwen een aanzienlijk deel van de Amerikaanse groenten en fruit. Er moet iets gebeuren. “Als je voedsel wilt verbouwen in een gebied als Californië,” vroeg Famiglietti, “haal je dan gewoon water aan? Als we dat grondwater uitputten, denk ik niet dat er genoeg water is om echt te vervangen wat we daar doen.” De Verenigde Staten hebben misschien niet veel keus, voegde hij eraan toe, maar verplaatsen de landbouwproductie van Californië naar ver weg en maken het land onbruikbaar.

Chandanpurkar, Famiglietti en de andere auteurs van het rapport suggereren dat er kant-en-klare oplossingen zijn voor de problemen die ze hebben geïdentificeerd, omdat, in tegenstelling tot zoveel aspecten van de klimaatcrisis, de menselijke beslissingen die leiden tot overmatig watergebruik snel kunnen worden gecorrigeerd. De landbouw, die het overgrote deel van het zoete water ter wereld gebruikt, kan, zoals Israël, beproefde technologieën zoals druppelirrigatie inzetten, die het waterverbruik met maar liefst 50% kunnen verminderen.

Toen Californische landbouwbedrijven hun waterverbruik uit de Colorado River in 2023 en 2024 verminderden, steeg het waterpeil in Lake Mead, het grootste stuwmeer van het land, met 4,8 meter, waardoor er in 2025 zo’n 1.390 miljard liter water bespaard was. Individuen kunnen waterverspilling verminderen door eenvoudige routines te veranderen: korter douchen of het gras maaien. En steden kunnen ernaar streven meer van hun water te recyclen, zoals San Diego heeft gedaan.

Een nationaal beleid dat regels vastlegt rond watergebruik, maar ook prioriteit geeft aan het gebruik van waterbronnen voor de nationale veiligheid en een collectief belang, zou de krachten van gewoonte en specifieke belangen kunnen compenseren, aldus Salzberg. Elk land heeft zo’n beleid nodig, en als de Verenigde Staten het voortouw zouden nemen, zou dat een voordeel kunnen bieden.

Maar “de VS heeft geen nationale waterstrategie”, zei hij, verwijzend naar een onsamenhangend lappendeken van staats- en gerechtelijk toezicht. “We hebben niet eens een nationale waterinstelling. We hebben als land niet eens nagedacht over hoe we onze eigen waterbronnen zouden beschermen voor onze eigen nationale belangen, en we zijn een puinhoop.”