Cartographier un lac par positionnement GPS et sondeur par bateau est très chronophage, par conséquent, les chercheurs ont décidé d'utiliser une approche axée sur la théorie dans l'étude. Crédit :David Seekell
Quel est le volume d'eau des lacs sur Terre ? A l'aide d'une analyse mathématique, chercheur David Seekell, à l'Université d'Umeå, et ses collaborateurs américains suggèrent maintenant que la profondeur moyenne des lacs est de 30 pour cent inférieure à celle estimée précédemment. Les lacs moins profonds impliquent moins d'eau douce et ont des conséquences sur notre compréhension du changement climatique et du cycle du carbone. Les résultats ont été publiés dans Lettres de recherche géophysique .
"Nos estimations mesurent environ 190, 000 km 3 , qui est une très petite quantité d'eau. En comparaison, l'océan contient 1,3 milliard de km 3 de l'eau. Si nous versions l'eau de tous les lacs de la Terre ensemble dans un seul grand lac, la profondeur moyenne du lac serait de 42 mètres. La profondeur moyenne de l'océan est de 3, 682 mètres, " dit David Seekell, professeur agrégé au Département d'écologie et des sciences de l'environnement et au Centre de recherche sur les impacts climatiques (CIRC) de l'Université d'Umeå en Suède.
Une conclusion possible est que si les lacs sont moins profonds, ils libèrent plus de méthane dans l'atmosphère qu'on ne l'avait estimé auparavant.
Mesurer le volume des lacs sur Terre semble être une tâche simple. Néanmoins, les défis pour effectuer une mesure à l'échelle mondiale sont énormes. Les satellites peuvent mesurer le volume de très grands lacs, comme par exemple le lac Vättern en Suède ou le lac Supérieur aux États-Unis et au Canada, mais mesurer les dizaines de millions de petits lacs répartis à la surface de la Terre nécessite un travail de terrain fastidieux. Une méthode couramment utilisée est le positionnement GPS et le sondeur par bateau. Le chercheur est tenu de ramer sur le lac jusqu'à ce qu'il ait collecté un grand nombre de profondeurs. Les profondeurs et les coordonnées sont ensuite utilisées pour construire des cartes bathymétriques dont le volume et la profondeur moyenne peuvent être dérivés. L'approche fonctionne bien pour les petits lacs, mais est coûteux en raison du processus fastidieux et seul un petit nombre de lacs peut être cartographié.
Un modèle en théorie
Jusque là, il y a eu peu d'estimations du volume d'eau douce dans les lacs sur Terre, et ceux qui existent varient considérablement et sont généralement présentés sans aucune donnée ni méthode.
"Nous avons décidé d'utiliser une approche fondée sur la théorie. Nous avons supposé que la surface de la Terre est auto-affine. Cela signifie essentiellement que si vous zoomez et dézoomez sur une coupe transversale de la surface de la Terre, les caractéristiques statistiques de la topographie verticale sont prévisibles sur la base d'un facteur d'étirement, " dit David Seekell.
Les chercheurs ont évalué leur modèle avec des volumes mesurés de milliers de lacs de divers paysages. Les présomptions se sont avérées exactes et basées sur ce modèle, les chercheurs ont pu déduire une relation volume-surface théorique.
« Nous avons pu utiliser le modèle pour estimer le volume moyen des lacs à chaque surface de lac donnée, mais aussi pour les variations de volume des lacs de même superficie. Compte tenu de la superficie totale des lacs sur Terre - qui peut en fait être enregistrée avec précision par satellite, même pour les petits lacs - nous étions maintenant en mesure d'estimer le volume total et d'évaluer l'incertitude de l'estimation, " dit David Seekell.
L'équipe de recherche a évalué qu'il y a 184, 000-199, 000 km 3 d'eau du lac. La raison de la variation peut s'expliquer par la façon dont les lacs sont comptés et comment leur superficie est mesurée, en particulier les plus petits.
La majorité de l'eau du lac se trouve dans quelques très grands lacs tels que la mer Caspienne, Lac Supérieur, et le lac Baïkal. En réalité, environ 80 pour cent de l'eau des lacs se trouvent dans les 20 plus grands lacs.
Une ressource naturelle rare
La qualité et la quantité de l'eau du lac peuvent changer rapidement en raison des activités humaines. Par exemple, dans certaines régions, de nombreux étangs et réservoirs ont été construits à des fins ornementales, pour l'arrosage, produire de l'électricité, ou pour stocker de l'eau potable, ce qui augmente le volume d'eau douce.
D'autre part, certains grands lacs se sont asséchés et ont disparu. Par exemple, Le lac Poopo en Bolivie avait auparavant une superficie d'environ 3, 000 km 2 et était l'un des plus grands lacs de Bolivie. En raison du changement climatique et des détournements d'eau pour la production agricole, il n'y a presque plus d'eau, qui affecte grandement les communautés locales. Une histoire très similaire peut être racontée à propos de la mer d'Aral – autrefois le quatrième plus grand lac de la Terre – où le changement climatique et les détournements d'eau pour l'agriculture n'ont laissé qu'une infime fraction de son ancienne surface.
Ce n'est pas seulement la quantité qui est une grande préoccupation en ce moment. La qualité de l'eau des plus grands lacs de la Terre est soumise à une dégradation due aux activités humaines. Par exemple, Le lac Érié aux États-Unis et au Canada d'une superficie d'environ 25, 667 km 2 a été exposé à la pollution par les nutriments et à la prolifération d'algues nocives. Cela a fait du lac une source d'eau potable peu fiable pour les communautés riveraines. En conséquence, plus de 400, 000 personnes ont même perdu l'accès à l'eau potable en raison de neurotoxines dans l'eau du lac associées à la prolifération d'algues en 2014.
"Notre étude met l'accent sur la relative rareté de l'eau du lac, et à quelle vitesse les activités humaines peuvent modifier la qualité et la quantité des ressources en eau, " dit David Seekell.
