A hidrologia isotópica é uma área da hidrologia que usa a datação isotópica para estimar a idade e as origens da água , bem como os movimentos no ciclo hidrológico . Essas técnicas são utilizadas na política de gestão das águas , no mapeamento de aqüíferos , na preservação dos recursos hídricos e no controle da poluição . Ele substitui ou complementa os métodos anteriores de medição da precipitação , níveis dos rios e outros corpos d'água ao longo de várias décadas.
As moléculas de água carregam um "sistema de identificação" único, baseado em parte em diferentes proporções dos isótopos de oxigênio e hidrogênio que constituem toda a água. Os isótopos são formas do mesmo elemento que possuem vários números de nêutrons em seus núcleos .
O ar , o solo e a água contêm principalmente o oxigênio 16 ( 16 O). O oxigênio 18 ( 18 O) é encontrado em cerca de um em cada quinhentos átomos de oxigênio e é um pouco mais pesado do que 16 O porque tem dois nêutrons extras. Do ponto de vista energético simples, isso resulta em uma preferência pela evaporação da água contendo 16 O, que é mais leve, e deixando uma quantidade maior de 18 O na água no estado líquido (denominado splitting ). Assim, a água do mar tende a ser mais rica em 18 O e a chuva e a neve relativamente esgotadas em 18 O.
A datação por radiocarbono 14 também é usada como parte da hidrologia isotópica, pois qualquer água natural contém dióxido de carbono dissolvido.
Uma aplicação frequentemente citada envolve o uso de isótopos estáveis para determinar a idade do gelo ou neve, o que ajuda a indicar as condições climáticas anteriores. A temperatura média global mais alta permitiria mais energia e, portanto, um aumento de água na atmosfera 18 O; enquanto que uma quantidade inferior ao normal de 18 O nas águas subterrâneas ou uma camada de gelo, implicaria que a água ou gelo representa uma origem de evaporação durante os períodos climáticos mais frios ou mesmo durante os períodos glaciais .
Outra aplicação diz respeito à separação do fluxo de água subterrânea e fluxo de base dos fluxos de fluxo na área de captação de água (ou seja, um método de separação de rio ). Uma vez que a precipitação em cada evento de chuva ou neve tem uma assinatura isotópica específica , e as assinaturas da água subterrânea também podem ser identificadas por amostragem de poço, a assinatura composta no riacho a qualquer momento indica qual parte do fluxo vem do fluxo terrestre e quanto vem de fluxo de águas subterrâneas.
Isótopos estáveis na molécula de água também são úteis na pesquisa das fontes (ou proporção de fontes) de água usada pelas plantas.
O programa de hidrologia isotópica da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) auxilia os estados em desenvolvimento (incluindo 84 projetos em mais de 50 países) e cria uma imagem detalhada dos recursos hídricos da Terra.
Na Etiópia , Líbia , Chade , Egito e Sudão , a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) usou essas técnicas para ajudar a política de água local a lidar com a água fóssil .
Em Bangladesh , uma crise de poluição por arsênico que a Organização Mundial da Saúde chamou de "o maior envenenamento em massa de uma população na história" foi investigada usando esta técnica.