Mesures de l'affaissement des terres dans la vallée de San Joaquin. Crédit :USGS
L'aquifère de la vallée centrale de Californie, la principale source d'eau souterraine de la région, subi une perte permanente de capacité lors de la sécheresse qu'a connue la région de 2012 à 2015.
La Californie a été touchée par un certain nombre de sécheresses au cours des dernières décennies, dont un entre 2007 et 2009, et la sécheresse du millénaire qui a frappé l'État de 2012 à 2015. En raison du manque de ressources en eau, l'État a fortement puisé dans ses réserves d'aquifères souterrains pendant ces périodes.
Selon de nouvelles recherches, l'aquifère de la vallée de San Joaquin dans la vallée centrale s'est rétréci de façon permanente jusqu'à 3 pour cent en raison d'un pompage excessif pendant la période de sécheresse prolongée. Combiné avec la perte de la sécheresse de 2007 à 2009, l'aquifère peut avoir perdu jusqu'à 5 pour cent de sa capacité de stockage au cours des deux premières décennies du 21e siècle, selon Manoochehr Shirzaei, professeur adjoint de sciences de la terre à l'Arizona State University à Tempe et l'un des co-auteurs d'une nouvelle étude publiée dans AGU's Journal of Geophysical Research:Solid Earth .
L'eau souterraine existe dans les espaces interstitiels entre les grains de sol et les roches. Lorsque des fluides sont extraits des aquifères, les espaces poreux se ferment. Il existe une plage pour laquelle ces espaces peuvent se rétrécir et se dilater de manière élastique. Mais si les espaces interstitiels se ferment trop, ils commencent à s'effondrer, provoquant un rétrécissement irréversible de la terre.
Déterminer à quel point l'aquifère s'est rétréci de façon permanente pourrait aider les gestionnaires de l'eau à se préparer aux futures sécheresses, selon les auteurs de l'étude. L'aquifère de la vallée de San Joaquin fournit de l'eau douce à la vallée centrale - une plaque tournante majeure qui produit plus de 250 cultures différentes évaluées à 17 milliards de dollars par an, selon le US Geological Survey.
"Si nous avons ne serait-ce qu'une sécheresse par décennie, nos aquifères pourraient se rétrécir un peu plus à chaque fois et perdre définitivement plus d'un quart de leur capacité de stockage ce siècle, " dit Susanna Werth, professeur assistant de recherche en sciences de la terre à l'Arizona State University, et co-auteur de la nouvelle étude.
La nouvelle étude pourrait également aider les scientifiques à comprendre comment d'autres régions pourraient être affectées par la sécheresse.
"C'était une curiosité pour nous de comprendre combien d'eau souterraine a été perdue dans ces régions particulières et cela nous donnera une image de ce à quoi nous pouvons nous attendre pour les zones arides du monde entier si les pratiques des eaux souterraines ne sont pas durables, " dit Chandrakanta Ojha, chercheur post-doctoral à l'Arizona State et auteur principal de la nouvelle étude.
Carte de déformation de surface sur la vallée de San Joaquin au cours de 2015-2017 en utilisant l'interférométrie radar par satellite. Crédit :Chandrakanta Ojha
L'eau souterraine de l'espace
Les chercheurs ont mesuré les changements de volume d'eau dus à la variation des eaux souterraines dans l'aquifère à l'aide des données de la Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), une mission satellite jumelle qui a mesuré le champ de gravité terrestre chaque mois d'avril 2002 à juin 2017. Les auteurs de l'étude ont comparé les pertes d'eau souterraine basées sur les mesures GRACE avec celles calculées à partir des mesures de mouvement vertical des terres obtenues par GPS. Les dépressions des terres ont également été mesurées par une technique radar appelée InSAR et de multiples extensomètres, dispositifs qui sont installés dans un forage d'un puits d'observation des eaux souterraines. Ils ont également examiné les enregistrements du niveau des eaux souterraines.
Les auteurs de l'étude ont constaté que de 2012 à 2015, l'aquifère de la vallée de San Joaquin a perdu un volume total d'environ 30 kilomètres cubes (7,2 miles cubes) d'eaux souterraines. L'aquifère s'est également contracté de façon permanente de 0,4% à 3,25%, selon la nouvelle étude.
Des recherches antérieures ont révélé que la sécheresse de 2007 à 2009 avait fait perdre de façon permanente à l'aquifère de San Joaquin entre 0,5% et 2% de sa capacité. Cumulativement, les auteurs ont déclaré que les deux périodes de sécheresse - 2007 à 2009 et 2012 à 2015 - ont entraîné une contraction permanente de l'aquifère de San Joaquin jusqu'à 5,25 pour cent.
Prévoir les effets futurs de la sécheresse
Shirzaei a déclaré que les informations qu'ils ont recueillies sont importantes pour la planification future, d'autant plus que la perte de capacité de stockage permanente n'est pas durable à long terme.
En utilisant ce type de calcul, Shirzaei a déclaré que les gestionnaires des ressources en terres et en eau peuvent prédire l'effet des sécheresses sur le système aquifère. Cela peut aider à établir de meilleures réglementations pour la conservation des eaux souterraines pendant ces périodes et à éviter une perte permanente de la capacité de stockage des aquifères.
Shirzaei a déclaré que le compactage de l'aquifère peut également provoquer des fissures et des fissures à la surface à mesure que le sol s'affaisse. Cela pourrait affecter les routes, les lignes électriques, chemins de fer ou autres infrastructures, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre les détails de ces effets.
Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), une communauté de blogs sur les sciences de la Terre et de l'espace, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.
