Dans de nombreuses régions semi-arides et arides du monde, les eaux souterraines puisées dans les aquifères de remplissage des bassins soutiennent l'agriculture locale et les grandes villes. Ces aquifères sont généralement reconstitués par les précipitations à haute altitude et la fonte des neiges le long des fronts montagneux encerclant par plusieurs voies. Ces voies comprennent l'infiltration des cours d'eau, écoulement souterrain diffus des montagnes vers le bassin, et un écoulement souterrain concentré le long de caractéristiques telles que des failles. Distinguer entre ces différents modes de recharge des fronts de montagne est nécessaire pour gérer efficacement les ressources en eau limitées des aquifères, mais cela peut être difficile car les eaux empruntant des chemins différents peuvent être difficiles à échantillonner et ont souvent des empreintes chimiques similaires.

Maintenant Markovich et al. montrent qu'une combinaison de techniques peut être utilisée pour relever ces défis. Étant donné que les diverses composantes de la recharge du front de montagne peuvent différer considérablement en termes de vitesse d'écoulement, la distance parcourue par l'eau, et l'altitude à laquelle se produit la recharge, l'équipe a émis l'hypothèse que la datation de l'âge des eaux souterraines, combiné avec des méthodes thermométriques et la modélisation numérique, pourrait être utilisé pour les distinguer. Pour tester cette approche, l'équipe a appliqué une série de techniques, y compris les gaz rares et les traceurs isotopiques tels que le radiocarbone, krypton-85, argon-39, et tritium, pour caractériser les eaux souterraines pompées à partir de six puits dans le nord du bassin de Tucson en Arizona.

Les traceurs ont indiqué la présence d'eau très ancienne dans un puits situé dans le substratum rocheux altéré près du front de montagne, ainsi que de l'eau moderne mélangée à un petit pourcentage d'eau plus ancienne dans deux puits de production de bassin. Collectivement, les auteurs disent, les résultats indiquent que cette approche multidimensionnelle peut être utilisée pour caractériser les sources d'eaux souterraines et le comportement d'écoulement dominant dans les aquifères de remplissage de bassin et que cette information peut, à son tour, être utilisé pour quantifier à la fois les composantes souterraines et superficielles de la recharge du front de montagne. Parce que le changement climatique peut affecter la quantité et le calendrier de chaque composant de recharge de différentes manières, cette approche représente un pas en avant important dans l'obtention des données nécessaires à la gestion durable de ces sources d'eau cruciales dans les climats actuels et futurs.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation d'Eos, hébergé par l'American Geophysical Union. Lisez l'histoire originale ici.