Les chercheurs du Collège des arts et des sciences sont plus près de comprendre comment la perte de glaciers dans la Cordillère blanche du Pérou affecte les ressources en eau dans une région répondant au changement climatique mondial.

Laura Lautz G'05, professeur agrégé de sciences de la Terre, fait partie d'une multinationale, équipe de recherche interdisciplinaire effectuant des travaux de terrain dans le nord des Andes péruviennes. Elle et d'autres chercheurs d'A&S ont étudié l'hydrologie des eaux souterraines des vallées proglaciaires - des zones formées par le recul des glaciers - dans les montagnes couvertes de glace, abrite la plus forte densité de glaciers tropicaux au monde.

Leurs conclusions font partie d'un article majeur dans Processus hydrologiques , coécrit par des scientifiques et des ingénieurs de l'Université McGill et de l'École de Technologie Supérieure, les deux à Montréal; l'Université d'État de l'Ohio (OSU); et l'Institut français de recherche pour le développement à Marseille.

"Les glaciers tropicaux des Andes reculent à un rythme alarmant, " Lautz dit. "L'eau de fonte de ces glaciers est importante car elle soutient l'écoulement des cours d'eau pendant les mois les plus secs de l'année. Alors que les glaciers reculent et disparaissent, la quantité d'eau de fonte aussi. Par conséquent, les eaux souterraines stockées dans les vallées alpines de la Cordillera Blanca peuvent devenir de plus en plus importantes pour les zones en aval."

Les Andes contiennent 99 pour cent des glaciers tropicaux du monde, des rivières de glace au courant lent dont les hautes altitudes ne sont pratiquement pas affectées par les douces températures tropicales. De tels glaciers, cependant, sont vulnérables au changement climatique. Une étude avance que, depuis les années 1970, Les glaciers péruviens ont perdu près de la moitié de leur superficie.

Compte tenu de la densité des glaciers de la Cordillère Blanche, les collectivités en aval dépendent de l'évacuation des eaux souterraines et de l'eau de fonte des glaciers pour leur approvisionnement en eau pendant les mois secs d'hiver (c. mai-septembre). Les eaux de ruissellement des cours d'eau proglaciaires soutiennent également les petites exploitations agricoles et l'agriculture commerciale, la production d'énergie hydroélectrique et les opérations minières transnationales.

« En raison de l'éloignement et des difficultés d'accès de la région, il existe peu d'études de terrain qui ont effectivement identifié la distribution spatiale des rejets d'eaux souterraines, " Lautz dit. "Nous changeons cela."

Alors que l'eau de fonte provient de la fonte de la glace et de la neige, les eaux souterraines sont le résultat des précipitations qui s'infiltrent dans la surface de la Terre; est transporté sous terre puis retourne dans les lacs, marais et ruisseaux.

Lautz estime qu'environ la moitié du débit des cours d'eau proglaciaires de la Cordillère Blanche provient des eaux souterraines.

Ce qui n'est pas compris, et c'est l'axe de sa recherche, c'est la distribution spatiale de l'évacuation des eaux souterraines. En utilisant un modèle appelé HFLUX, Lautz et son équipe, dont l'associé de recherche postdoctoral Ryan Gordon G'13, La scientifique de la Terre AnneMarie Glose G'13 et Ph.D. candidat Robin Glas G'18, ont créé un modèle de bilan énergétique d'un tronçon de rivière dans le parc national de Huascaran au Pérou.

« Nous avons intégré des observations de la température des cours d'eau, mesures météorologiques et time-lapse, imagerie infrarouge au sol, " dit Lautz, qui a bâti sa carrière en étudiant comment les processus hydrologiques affectent la qualité de l'eau et le mouvement à travers les bassins versants. "Ces informations nous ont permis de déterminer les apports bruts et nets d'eau souterraine à un tronçon de la rivière Quilcay, originaire de la Cordillère Blanche."

L'équipe de Lautz a découvert que 29 pour cent du débit du cours d'eau à l'exutoire du bief provenaient des eaux souterraines. De plus, le traçage au colorant a révélé que 49 pour cent de l'eau du cours d'eau s'échangeait avec l'eau souterraine.

"Ces informations sur les voies d'interaction entre les eaux souterraines et les eaux de surface peuvent aider à améliorer la modélisation hydrologique des bassins versants proglaciaires dans toute l'Amérique du Sud, " dit Lautz.

Les voyages annuels à la Cordillera Blanca sont la norme pour le groupe de recherche de Lautz. En raison de l'altitude élevée (à partir de 13, 000 pieds) et le manque d'oxygène, elle et son équipe voyagent légèrement, principalement à pied et avec un animal de bât, et travaillent pendant une semaine à la fois.

Lautz s'émerveille du nombre de personnes, dont beaucoup sont d'anciens élèves, impliquée dans ses projets. Récemment, elle, Glas et Ph.D. l'étudiante Emily Baker G'18 a effectué un levé tomographique sismique d'une partie de la Cordillère Blanche, utilisant du matériel appartenant au professeur assistant Robert Moucha. Ils étaient assistés de Marty Briggs G'12, un hydrologue de recherche au U.S. Geological Survey; Jeff McKenzie G'00, G'05, professeur agrégé de sciences de la Terre et des planètes à McGill; et Bryan Mark G'01, professeur de géographie à l'OSU, où il travaille également au Byrd Polar and Climate Research Center.

« Il faut un village pour réaliser ces projets, " Lautz dit. " Les étudiants et les anciens sont essentiels à notre succès, sur le campus et sur le terrain."