Le mouvement des eaux souterraines dans les aquifères profonds sous la surface entraîne souvent une variété de contaminants qui peuvent être attribués à des fuites de fosses septiques, infrastructures souterraines endommagées, utilisation excessive d'engrais et autres utilisations des terres. Mais on ignore souvent où aboutissent ces eaux souterraines et ces contaminants.

A l'aide d'un drone avec une caméra thermique infrarouge, une équipe de chercheurs de l'Université de Rhode Island dirigée par le doctorant Kyle Young en a suivi une partie jusqu'aux étangs côtiers de l'Ocean State.

"Nous cherchons à quantifier la quantité de nutriments apportés dans nos estuaires et ce qui arrive à ces nutriments, " dit Jeune, un pilote d'hélicoptère de la Garde côtière et professeur de physique à l'Académie de la Garde côtière en congé pour obtenir son doctorat. "Le nutriment clé est le nitrate. En petites quantités, le nitrate est une bonne chose, mais en plus grande quantité, il peut se dégrader pour l'écosystème."

Young et son conseiller, Professeur agrégé URI Soni Pradhanang, chercher à quantifier le rejet des eaux souterraines dans les étangs salés dans le cadre d'une analyse de ce qu'ils appellent un « bilan hydrique » ou une comptabilisation de toute l'eau qui entre et sort de la zone.

"Nous connaissons la quantité de précipitations qui tombe, nous pouvons quantifier la quantité de ruissellement se déversant dans l'eau des cours d'eau, mais une chose qui n'est pas facile à quantifier directement est le débit des eaux souterraines, ", a déclaré Pradhanang. "Nous ne savons pas combien d'eau passe des aquifères vers d'autres plans d'eau."

Étant donné que la température des eaux souterraines est plus fraîche que celle des étangs salés à la fin de l'été, un drone équipé d'une caméra thermique infrarouge peut détecter un panache d'eau froide dans les étangs qui est probablement un rejet d'eau souterraine. Et c'est exactement ce que l'étudiant diplômé de Young et Pradhanang Lab, Jeeban Panthi, et Janelle Kmetz, de premier cycle, ont trouvé aux étangs Green Hill et Ninigret.

Ils ont volé leurs 10 $, 000 à 400 pieds sur des kilomètres de littoral d'étangs salés et capturé plusieurs images infrarouges montrant des zones froides significatives suggérant que les eaux souterraines pénètrent dans l'étang par le fond. Parce que l'eau souterraine est de l'eau douce et moins dense que l'eau salée dans les étangs, il remonte à la surface, délivrer un signal clair à la caméra infrarouge.

"Ce n'est pas parce que nous ne voyons pas de panaches dans certaines zones qu'il n'y a pas de rejet d'eaux souterraines là-bas, trop, " a noté Young. " Il pourrait y avoir une trop petite composante d'eau douce pour qu'elle apparaisse dans la signature thermique, ou il pourrait ne pas être assez frais par rapport à l'eau environnante. Mais une chose que nous pouvons dire à propos des panaches que nous avons trouvés, c'est qu'ils contiennent beaucoup d'eau douce, signifiant les eaux qui provenaient de la zone terrestre.

Ce que cela signifie pour la santé des étangs côtiers est incertain. Des décharges telles que celles trouvées par les chercheurs durent probablement depuis de nombreuses années, et les eaux souterraines ne contiennent pas toujours des contaminants. Mais l'identification de leurs emplacements peut être utile pour suivre le mouvement des polluants terrestres dans les étangs à l'avenir.

La découverte a également des implications dans le contexte du changement climatique. Selon Pradhanang, l'eau souterraine affecte la salinité et le pH de l'eau du bassin, qui est essentiel à de nombreuses activités aquatiques comme l'aquaculture, ainsi qu'aux plantes et animaux qui vivent dans les étangs.

Si les ondes de tempête se produisent plus fréquemment, comme le prédit le changement climatique, ils pourraient affecter la quantité d'eau souterraine entrant dans les masses d'eau, changer les conditions environnementales et affecter négativement la faune qui y vit. "Cela pourrait avoir des implications au niveau de l'écosystème, " a déclaré Pradhanang.

Maintenant que les emplacements des panaches ont été identifiés, Young poursuit ses vols de drones pour voir comment la météo et les marées affectent les panaches.

"Faire voler des équipements très sensibles à bord d'un avion est une recherche à fort enjeu, " at-il dit. " Quantifier comment la décharge change au fil du temps est la prochaine étape. Mais jusqu'à présent, c'est bien que nous ayons pu identifier les sites de contribution possible à la pollution des étangs."

Une fois que Young reviendra à l'Académie de la Garde côtière l'année prochaine, Pradhanang espère que les futurs étudiants reprendront le projet pour identifier les emplacements et les quantités de rejets d'eaux souterraines dans d'autres étangs salés, étendues côtières et d'eau douce, Baie de Narragansett, et ailleurs dans la région.