Mais les Andes sèches, ainsi que d'autres régions hyper-arides, sont également extrêmement sensibles à toute activité, telle que l'exploitation minière, qui peut perturber la présence, la composition et l'écoulement des eaux de surface et souterraines.

Cependant, jusqu'à présent, il n'existe pas de compréhension fiable et complète du fonctionnement exact des systèmes hydrologiques dans les paysages extrêmement arides, ce qui signifie que les régulateurs environnementaux ne disposent pas des informations dont ils ont besoin pour gérer au mieux l'industrie minière et la transition vers des pratiques plus respectueuses de l'environnement. avenir durable.

La recherche apparaît dans PLOS Water .

"Nous avons mal pensé à l'eau", déclare Brendan Moran, auteur principal de l'article et chercheur postdoctoral en géosciences à l'UMass Amherst. "Nous supposons généralement que l'eau est de l'eau et gérons toute l'eau de la même manière, mais nos recherches montrent qu'il existe en réalité deux éléments très distincts du bilan hydrique dans les Andes sèches, et qu'ils réagissent très différemment aux changements environnementaux et à l'utilisation humaine. "

L’eau est particulièrement importante pour le lithium, composant essentiel des puissantes batteries des véhicules électriques et hybrides et des systèmes photovoltaïques. Le lithium ne se trouve pas souvent sous forme solide et a tendance à se trouver dans des couches de cendres volcaniques, mais il réagit rapidement avec l'eau. Lorsque la pluie ou la fonte des neiges traversent les couches de cendres, le lithium s'infiltre dans les eaux souterraines, se déplaçant vers le bas jusqu'à ce qu'il se dépose dans un bassin plat où il reste en solution sous forme d'un mélange saumâtre d'eau et de lithium.

Parce que cette saumure est très dense, elle se dépose souvent sous des poches d’eau douce de surface, qui flottent au-dessus du fluide riche en lithium situé en dessous. Ces lagons et zones humides fraîches et saumâtres deviennent souvent des refuges pour des écosystèmes uniques et fragiles et des espèces emblématiques telles que les flamants roses, et ils sont également composés de différents types d'eau. Alors, comment distinguer les types d'eau ?

Moran et ses co-auteurs, dont David Boutt, professeur de géosciences à l'UMass Amherst, et Lee Ann Munk, professeur de sciences géologiques à l'Université de l'Alaska, avaient précédemment développé une méthode pour déterminer l'âge d'un échantillon d'eau donné et tracer son interaction avec le paysage en utilisant ³ H, ou tritium, et le rapport entre l'isotope de l'oxygène ¹⁸ O et l'isotope de l'hydrogène ² H. Le tritium est présent naturellement dans l'eau de pluie et se désintègre à un rythme prévisible.

"Cela nous permet d'obtenir l'âge relatif de l'eau", explique Moran. "Est-ce que c'est de l'eau "vieille", comme dans le cas où elle est tombée il y a un siècle ou plus, ou est-ce de l'eau "contemporaine" qui est tombée il y a quelques semaines ou quelques années ?"

Le rapport entre ¹⁸ O et ² H a également permis à l'équipe de retracer le degré d'évaporation auquel l'eau avait été soumise.

"Les ¹⁸ O/ ² Le rapport H est comme une empreinte digitale spécifique, car différentes sources d'eau (ruisseaux ou lacs) auront des rapports différents. Cela nous permet de savoir d'où vient l'eau et depuis combien de temps elle est restée près de la surface et hors du sol", ajoute Moran.

Pour cette nouvelle recherche, Moran et Boutt ont travaillé avec des parties prenantes des Andes sèches pour échantillonner presque toutes les sources d'eau de toute la région - un exploit sans précédent, étant donné à quel point les Andes sèches sont inhospitalières et peu peuplées - et pour mesurer leurs différents isotopes. P>

Cela leur a permis de découvrir que les eaux anciennes et jeunes ne se mélangent pas vraiment et se comportent très différemment.

"Les eaux souterraines anciennes et profondes soutiennent le système hydrologique dans l'ensemble des Andes sèches", explique Boutt. "Seulement 20 à 40 % de l'eau est constituée d'eau de surface contemporaine, mais c'est l'eau la plus sensible au changement climatique, aux cycles de tempêtes et aux utilisations anthropiques comme l'exploitation minière. Les scientifiques pensaient autrefois que l'eau de surface était l'eau la plus stable parce qu'elle était étant constamment rechargée par le ruissellement, mais dans des endroits extrêmement arides comme les Andes sèches, ce n'est pas vrai et le problème est que cette nouvelle compréhension du fonctionnement de l'eau n'a été intégrée dans aucun système de gestion. "

Les implications sont immédiates, et Moran dit que l’une des plus importantes est de protéger les différents conduits – ruisseaux, rivières, suintements, etc. – par lesquels l’eau de pluie fraîche et jeune s’écoule dans les lagons et les zones humides si critiques pour l’environnement. Cela signifie également que les gestionnaires doivent développer des méthodes différentes pour gérer les eaux jeunes et anciennes; il n'existe pas d'approche universelle qui fonctionnera.

Peut-être plus important encore, souligne Boutt :« Ce que nous voyons dans les Andes sèches est représentatif de l'hydrologie de toutes les régions extrêmement arides, y compris l'ouest des États-Unis. Cela ne se limite pas non plus à l'exploitation minière du lithium. »

"L'eau dans les régions arides du monde fonctionne de la même manière", ajoute Moran, "et les gestionnaires de l'eau du monde entier doivent donc être conscients de l'âge et de la source de leurs eaux et mettre en œuvre les politiques appropriées pour protéger leurs différents cycles hydrologiques."