L'eau de brouillard s'accumule sur un arbre Tamarix usneoides. Crédit :Lixin Wang, Indiana University-Université Purdue Indianapolis
Dans une étude menée dans l'un des déserts les plus anciens et les plus diversifiés du monde sur le plan biologique, Les scientifiques de l'Université d'Indiana et de l'Université Purdue d'Indianapolis explorent les origines de l'eau autres que les précipitations et identifient des origines multiples. L'étude, soutenu par la National Science Foundation, est le premier à signaler que l'océan n'est pas la seule source de brouillard et de rosée vitale pour de nombreuses plantes et animaux vivant dans le désert du Namib.
Comprendre les sources d'eau est essentiel pour développer des modèles écologiques d'environnements arides et est essentiel pour comprendre comment les plantes et les animaux se maintiennent et fonctionnent sous les climats actuels ou futurs.
Le brouillard et, dans une moindre mesure, la rosée sont des sources cruciales d'humidité dans cet environnement désertique. "Savoir exactement d'où viennent le brouillard et la rosée nous aidera à prédire la disponibilité d'eau non pluviale à l'avenir, tant au Namib qu'ailleurs, " a déclaré Lixin Wang, écohydrologue et maître de conférences en sciences de la terre à la Faculté des sciences de l'IUPUI, qui a dirigé la nouvelle étude. "Avec cette connaissance, nous pourrons peut-être déterminer des moyens de récolter de nouvelles sources d'eau pour une utilisation potentielle dans des situations de pénurie d'eau. »
Étonnamment, le brouillard non dérivé de l'océan représentait plus de la moitié des événements de brouillard totaux dans le Namib au cours de la période d'un an de l'étude IUPUI. Le brouillard dérivé des eaux souterraines était le brouillard généré localement le plus important, servant de source à plus d'un quart du brouillard du désert. L'eau du sol, qui provient des précipitations et est sous la surface mais situé plus haut que les eaux souterraines, a également été trouvé par les chercheurs comme une source inattendue d'humidité.
Terres arides, qui, en plus des déserts, comprennent des zones desséchées mais non désertiques des Grandes Plaines et du sud-ouest des États-Unis, couvrent environ 40 pour cent de la surface terrestre de la Terre et abritent environ 2,5 milliards de personnes. Avec le réchauffement climatique, de plus en plus de régions aux États-Unis et dans le monde deviennent plus sèches et plus désertiques.
"Les écosystèmes des zones arides ont certaines des quantités de précipitations annuelles les plus faibles enregistrées sur Terre, " a déclaré Tom Torgersen, chargé de programme à la Division des sciences de la Terre de la National Science Foundation. "Survivre, ces écosystèmes recyclent l'eau sous forme de brouillard et de rosée. Dans les endroits les plus secs de la planète, même des composants apparemment mineurs du cycle de l'eau, comme le brouillard et la rosée, deviennent majeures et sont essentielles pour maintenir l'environnement vivant et fonctionnel."
Indiana University-Purdue University Indianapolis écohydrologue et professeure adjointe Lixin Wang, Doctorat., (auteur principal de l'étude) et l'étudiant diplômé de l'IUPUI Kudzai Farai Kaseke (premier auteur de l'étude) étudient les sources d'eau non pluviales dans le désert du Namib. Crédit :École des sciences, Indiana University-Université Purdue Indianapolis
Comme d'autres écosystèmes des zones arides dans le monde, le Namib est susceptible de connaître des changements dans son cycle hydrologique en réponse au changement climatique mondial. Étant donné l'abondance et l'importance du brouillard et de la rosée dans ce désert, il offre un emplacement idéal pour étudier les eaux non pluviales.
Le Namib, qui borde l'océan Atlantique pour 1, 243 miles avec des températures allant de moins de 32°F (0°C) à 140°F (60°C), est presque totalement dépourvu d'eau de surface. De nombreuses régions du Namib ne reçoivent pratiquement aucune pluie. Certaines années sont sans pluie; les autres années, il peut y avoir seulement un pouce ou deux de pluie, bien que certaines zones puissent recevoir jusqu'à quatre pouces. Mais le Namib abrite une grande variété d'organismes spécialement adaptés, comme un coléoptère collecteur de brouillard. On pense que la plupart des plantes et des animaux du Namib tirent de l'humidité du brouillard ou de la rosée pendant les périodes sans pluie pour pouvoir survivre.
Le brouillard est constitué de minuscules gouttelettes d'eau en suspension dans l'air, et la rosée se compose de minuscules gouttelettes qui se forment à la surface des plantes, terre et autres objets au sol.
Les recherches de Wang portent sur l'intersection de l'hydrologie, écologie et géochimie isotopique. Il a utilisé l'analyse des isotopes stables dans l'eau - le même élément avec des nombres de neutrons différents dans les noyaux tels que l'hydrogène et l'oxygène - pour retracer les origines de l'eau non pluviale. Dans des recherches futures, il prévoit d'explorer les mécanismes par lesquels les eaux souterraines et l'eau du sol se transforment en brouillard et en rosée. L'objectif à long terme est d'étendre cette recherche en écohydrologie au-delà du Namib à une échelle mondiale.
« Origines et mécanismes de formation des eaux non pluvieuses » est publié en ligne dans Avancées scientifiques . Auteurs de l'étude, avec Wang, sont Kudzai Farai Kaseke et Mary K. Seely. Kaseke est un doctorant de l'IUPUI dans le groupe de Wang qui a accompagné Wang dans les recherches sur le terrain pour l'étude et est le premier auteur de cette publication. Seely est un écologiste du désert et l'ancien directeur du Centre de recherche et de formation de Gobabeb en Namibie qui a étudié le Namib pendant plus d'un demi-siècle.
