En hidrología , una lente , también llamada lente de agua dulce o lente de Ghyben-Herzberg , es una capa de forma convexa de agua subterránea dulce que flota sobre el agua salada más densa y que suele encontrarse en pequeñas islas y atolones de coral o piedra caliza. Este acuífero de agua dulce se recarga a través de la precipitación que se infiltra en la capa superior del suelo y se percola hacia abajo hasta llegar a la zona saturada. La tasa de recarga de la lente se puede resumir mediante la siguiente ecuación:
Donde es la tasa de recarga en metros, es la precipitación (m) y es la evapotranspiración (m) de agua. Con mayores cantidades de recarga, la carga hidráulica aumenta y se mantiene una lente de agua dulce espesa durante la estación seca. Tasas más bajas de precipitación o tasas más altas de intercepción y evapotranspiración disminuirán la carga hidráulica, lo que dará como resultado una lente delgada. [1]
Bailey et al. (2008) desarrollaron un modelo algebraico para estimar el espesor de una lente de agua dulce utilizando simulaciones de aguas subterráneas. Esta ecuación relaciona el espesor de la lente con factores geológicos y climáticos como la geometría de la isla, la composición geológica y la tasa de recarga, entre otros. [1] La ecuación se resume a continuación:
Dónde = profundidad máxima de la lente, = tasa de recarga anual (m), y = parámetros que dependen del ancho de la isla, = profundidad a la Discontinuidad de Thurber (la transición entre los acuíferos superior e inferior), = conductividad hidráulica del acuífero superior, = parámetro de la placa arrecifal confinante, y = parámetro de tiempo que representa patrones de precipitaciones a largo plazo con subíndices que representan diferentes aspectos de esto, como región, patrón climático, etc.
Muchos acuíferos de agua dulce en atolones y pequeñas islas redondeadas adoptan la forma de una lente de Badon Ghyben-Herzberg. [2] Esta relación se describe en la siguiente ecuación:
Donde = la profundidad de la lente debajo del nivel del mar, = la densidad del acuífero de agua dulce, = densidad del agua salada, y = espesor de la lente sobre el nivel del mar.
Las lentes de agua dulce dependen de las lluvias estacionales para recargar el acuífero subterráneo y pueden cambiar drásticamente de espesor tras una sequía o una lluvia intensa. En un informe del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) posterior a la sequía de 1997/1998 en las Islas Marshall se observó una notable disminución del espesor de las lentes. [3] Después de que los embalses del sistema público de captación de agua de lluvia se agotaran rápidamente tras varios meses de precipitaciones inadecuadas, la población de las islas comenzó a aumentar la tasa de bombeo de agua subterránea hasta el punto de que el agua subterránea suministró hasta el 90% del agua potable de la isla durante la sequía.
Se instaló una red de 36 pozos de monitoreo en 11 sitios alrededor de la isla para medir la cantidad de agua agotada del acuífero. Al final de la sequía en junio de 1998, el espesor máximo de la lente de agua dulce era de unos 45 pies en algunos pozos, mientras que en un sitio se midió un espesor de tan solo 18 pies. Después de la reanudación de la temporada de lluvias, el espesor de la lente aumentó hasta 8 pies en algunas áreas, lo que indica que la tasa de recarga de las lentes de agua dulce en los atolones y las islas pequeñas responde rápidamente a los cambios en la precipitación y la tasa de bombeo de agua subterránea.
Muchos de los atolones que albergan lentes de agua dulce se encuentran a tan solo unos pocos metros sobre el nivel del mar y, como tales, corren el riesgo de inundarse debido al aumento del nivel del mar . Sin embargo, un problema posiblemente más urgente al que se enfrentan estas pequeñas islas es la intrusión de agua salada en el acuífero de agua dulce. A medida que se saliniza cada vez más el agua subterránea potable, las poblaciones de estas islas pueden ver una reducción sustancial de los recursos hídricos disponibles. Las islas más pequeñas corren un riesgo mucho mayor de una intrusión extensa de agua salada debido a una relación no lineal entre el ancho de la isla y el grosor de la lente de agua dulce. [4]
Un aumento de 40 cm en el nivel del mar puede tener un efecto drástico en la forma y el grosor de la lente de agua dulce, reduciendo su tamaño hasta en un 50% y fomentando la formación de zonas salobres. Se pueden formar columnas salinas en el fondo del acuífero de agua dulce cuando el grosor de la lente se ve comprometido por la sequía y la intrusión de agua salada. Incluso después de un año completo de recarga de agua subterránea, la columna salina puede no disiparse por completo. El aumento del nivel del mar probablemente provocará daños sostenidos y posiblemente irreparables en las lentes de agua dulce debido a un aumento en el arrastre de olas generado por ciclones , lo que dejará a muchas islas inhabitables debido a la pérdida de agua potable. [5]
