Le dernier endroit où la plupart des gens s'attendraient à trouver de l'eau souterraine douce se situe à des dizaines voire des centaines de kilomètres au large de l'océan. Pourtant, non seulement c'est exactement là où l'on trouve de l'eau douce, dans le sol du plateau continental sous l'océan, mais les simulations ont montré qu'il pourrait s'agir d'un phénomène courant dans une gamme de systèmes géologiques.

Ces ressources en eaux souterraines offshore pourraient être exploitées pour des usages tels que la consommation, l'agriculture et la récupération du pétrole, mais de nouvelles recherches de Holly Michael et Xuan Yu de l'Université du Delaware, qui a travaillé comme chercheur postdoctoral à l'UD, suggère que l'exploitation de ces ressources pourrait entraîner des impacts négatifs à terre.

La recherche a été publiée dans Lettres de recherche géophysique et fait partie du Michael's National Science Foundation CAREER Award.

Par des simulations et des modélisations informatiques, la recherche explore comment l'utilisation des ressources d'eau douce offshore pourrait menacer les systèmes aquifères côtiers, conduire à une diminution de la disponibilité des eaux souterraines à terre et provoquer un affaissement généralisé des terres.

Les communautés côtières peuvent envisager d'utiliser ces ressources en eaux souterraines offshore à mesure que les populations augmentent et que les ressources limitées en eau douce sont dégradées par la surexploitation et la pollution, mais une utilisation plus immédiate des eaux souterraines douces et saumâtres au large des côtes est d'améliorer la récupération du pétrole.

L'eau est utilisée dans le forage pétrolier par ce qu'on appelle l'inondation, dans lequel de l'eau est injectée pour soutenir la pression du réservoir de pétrole et pour déplacer le pétrole dans les puits de production.

La salinité est un facteur majeur contrôlant la quantité de pétrole qui peut être récupérée d'une zone qui a été inondée et une technique connue sous le nom d'inondation à faible salinité - utilisant de l'eau douce pour inonder ces puits de pétrole offshore au lieu de l'eau salée facilement disponible - s'est avérée efficace. augmenter la récupération de pétrole de 14 pour cent en moyenne.

L'un des problèmes liés à l'utilisation de ces ressources d'eau douce en mer pour les inondations à faible salinité dans la production pétrolière en mer est que les sources d'eau douce en mer sont connectées aux sources d'eau douce sur terre. Ces eaux souterraines terrestres remplissent les pores des sédiments et aident à maintenir la surface sur laquelle sont construites les villes côtières.

« Si vous construisez une ville sur terre, tu ajoutes du poids, et vous ajoutez de la pression à l'aquifère—les sédiments et l'eau souterraine. Lorsqu'un bâtiment est construit, des tests géotechniques sont effectués pour s'assurer que cette pression supplémentaire ne fera pas couler la surface du sol, " dit Michel, titulaire de la chaire de développement de carrière Unidel Fraser Russell pour l'environnement et professeur agrégé au Département des sciences géologiques. "La pression de l'eau dans ces pores crée une force ascendante et contribue à la rigidité du système."

Si cette eau est pompée pour une inondation à faible salinité, la pression est modifiée sous terre et cela peut réduire la capacité de l'aquifère à supporter le poids de la ville.

La subsidence a été observée dans les mégalopoles avec l'extraction constante d'eau souterraine, avec des exemples étant Venise, Italie et Tokyo, Japon. Le pompage des ressources d'eau douce en mer pour les inondations à faible salinité pourrait avoir le même effet.

"Cet effet peut difficilement être simulé lorsqu'une structure géologique simple est supposée, " dit Yu, qui est maintenant professeur agrégé à l'école de génie civil de l'Université Sun Yat-sen en Chine. "Les résultats de notre modèle suggèrent que l'ampleur de l'affaissement dans la géologie homogène et stratifiée est beaucoup plus petite que les cas hétérogènes."

En plus de l'affaissement du terrain, une autre conséquence possible de l'exploitation par les compagnies pétrolières de ces ressources d'eau douce offshore est que les aquifères d'eau douce à terre pourraient connaître une salinisation accrue, encore par la connexion entre l'eau douce en mer et l'eau douce sur terre.

La réduction des eaux souterraines douces à terre due aux inondations à faible salinité peut également avoir un impact sur les centres de population côtiers, en particulier dans les endroits où les réservoirs de pétrole se trouvent au large des villes très peuplées, comme ceux de l'Asie du Sud-Est et du bassin méditerranéen.

Michael a dit que parce que les scientifiques réalisent à l'instant que cette eau douce existe au large, le but de l'article était de démontrer le potentiel du pompage en mer d'avoir des effets dévastateurs sur les communautés côtières, avant que la pratique ne se généralise.

"Ce que nous disons dans cet article, c'est 'Attendez une minute, les villes à terre pourraient n'avoir aucune idée que les activités offshore pourraient potentiellement affecter leurs ressources, ' », a déclaré Michael. « Le pompage en mer des eaux souterraines douces pourrait provoquer un affaissement des terres, qui peut causer une série de problèmes, surtout dans les zones peuplées. Et puis il y a les frais, des ressources en eaux souterraines qui sont épuisées et qui pourraient potentiellement être une ressource pour l'homme à l'avenir. »