Des scientifiques cartographient la perte de stockage des eaux souterraines dans le monde

Les ressources mondiales en eau sont mises à rude épreuve par le changement climatique et la croissance de la population humaine, et les fermes et les villes se tournent de plus en plus vers les eaux souterraines pour répondre à leurs besoins. Malheureusement, le pompage des eaux souterraines peut provoquer un affaissement de la surface du sol, car les aquifères situés en dessous sont drainés et l’architecture du sol s’effondre. Pour la première fois, une nouvelle étude cartographie cette perte de capacité de stockage des eaux souterraines dans le monde.

Dans l’étude, publiée en octobre dans la revue Communications naturellesdes chercheurs du DRI, de l’Université d’État du Colorado et de l’Université des sciences et technologies du Missouri ont examiné comment l’extraction des eaux souterraines entraînait l’affaissement des terres et l’effondrement des aquifères.

“Notre étude place l’affaissement des terres dû au pompage excessif des eaux souterraines dans un contexte mondial”, a déclaré Fahim Hasan, titulaire d’un doctorat. candidat à la Colorado State University et auteur principal de l’étude.

En combinant des données accessibles au public avec les capacités prédictives de la modélisation informatique, ils ont découvert que la capacité mondiale de stockage des aquifères disparaît à un rythme d’environ 17 km.³ par an (environ la taille de 7 000 grandes pyramides de Gizeh). Cette perte de stockage des eaux souterraines est permanente, réduisant à jamais la quantité d’eau pouvant être captée et stockée.

Environ 75 % de cet affaissement se produit sur les terres cultivées et les régions urbaines, ce qui souligne l’importance d’améliorer la gestion des eaux souterraines à l’échelle mondiale.

“Avec cette étude, nous voulions comprendre la dynamique de l’affaissement des terres à l’échelle mondiale et à une résolution suffisamment élevée pour aider les autorités de gestion locales”, explique Sayantan Majumdar, Ph.D., professeur adjoint de recherche en sciences hydrologiques et télédétection à DRI, qui a co- est l’auteur de l’étude.

Pour identifier et quantifier la superficie des terres qui s’affaissent en raison du pompage des eaux souterraines dans les régions où aucune donnée n’est disponible, l’équipe a utilisé des techniques avancées d’apprentissage automatique. Ils ont d’abord compilé toutes les informations accessibles au public qu’ils ont pu trouver auprès des agences fédérales et étatiques et des études scientifiques.

Ensuite, ils ont utilisé ces données pour créer un modèle informatique capable d’utiliser les facteurs de risque d’affaissement des sols, tels que les données sur l’utilisation des terres et le climat, afin de produire des prévisions statistiques sur l’affaissement des sols dans d’autres régions. Ils ont testé l’exactitude de la capacité prédictive du modèle en évaluant dans quelle mesure il prévoyait l’affaissement dans les régions où l’affaissement a été vérifié. De cette façon, ils pourraient étendre l’étude pour inclure les régions rurales et peu étudiées du monde entier.

“La plupart des régions du monde ne disposent pas de programmes de surveillance du pompage des eaux souterraines”, explique Majumdar. “Ce type de données est crucial pour aider à comprendre le problème à l’échelle mondiale.”

L’étude a révélé que les États-Unis, la Chine et l’Iran sont responsables de l’essentiel des pertes mondiales liées au stockage des eaux souterraines, certaines régions connaissant plus de 5 cm/an d’affaissement des terres. La Californie et l’Arizona présentent un affaissement important des terres en raison de la dépendance de la région aride aux eaux souterraines pour irriguer les cultures. Dans des endroits comme Mexico, l’affaissement est plus fortement lié à l’utilisation des eaux souterraines urbaines.

La recherche prédit également des taux d’affaissement des terres élevés dans les régions irriguées et urbaines d’Afghanistan, d’Ouzbékistan, d’Azerbaïdjan et de Syrie, où aucune donnée antérieure n’a documenté les impacts du prélèvement des eaux souterraines.

Bien que l’étude prévoie que la majeure partie de l’Europe connaît de faibles taux d’affaissement des sols, inférieurs à 1 cm/an, les auteurs notent que même ce montant peut causer des dommages aux infrastructures et créer des problèmes pour les régions côtières qui sont également menacées par l’élévation du niveau de la mer. Les conséquences supplémentaires de l’affaissement des terres comprennent la contamination par l’arsenic et l’intrusion d’eau salée, qui peuvent toutes deux avoir un impact sur la qualité des eaux souterraines restantes.

Le problème ne se limite pas aux régions arides, notent les auteurs de l’étude, avec des affaissements cartographiés dans des climats humides comme le Bangladesh, l’Inde et le Vietnam. Cela souligne une forte dépendance aux eaux souterraines, même dans les régions où les précipitations sont abondantes.

Les scientifiques espèrent que les gestionnaires de l’eau pourront utiliser leurs données pour comprendre l’ampleur et l’ampleur de la perte de stockage des eaux souterraines dans leur région.