Une récente étude menée par des chercheurs de l'Université de l'Arizona révèle que le pompage des eaux souterraines par les humains a réduit les aquifères de la région de Tucson bien plus que les variations climatiques naturelles. Cette recherche, publiée dans la revue Water Resources Research, offre la première reconstitution sur plusieurs millénaires pour la région, plaçant l'impact humain sur les eaux souterraines dans un contexte à long terme.
Les résultats indiquent que les prélèvements modernes, effectués du milieu du XXe siècle à nos jours, ont provoqué une baisse de la nappe phréatique deux fois plus importante que les fluctuations climatiques naturelles. Cette découverte souligne l'ampleur rapide de l'influence humaine sur les ressources en eau locales.
Points Clés
- Le pompage humain a réduit les aquifères de Tucson deux fois plus que le climat naturel.
- L'étude est la première à reconstruire l'historique de la nappe phréatique sur plusieurs millénaires.
- De nouvelles techniques ont permis d'analyser l'eau fossile et de reconstituer les âges des eaux souterraines.
- Malgré les efforts de conservation, la recharge des aquifères est lente et limitée.
- Le plan « One Water 2100 » de Tucson vise à augmenter la recharge via les eaux usées traitées.
Impact Humain sur les Réserves d'Eau
Jennifer McIntosh, auteure principale et titulaire de la chaire Thomas Meixner en hydrologie et sciences atmosphériques, a déclaré :
"C'est la première fois que nous avons pu obtenir un relevé de la nappe phréatique au fil du temps."
L'étude a démontré que depuis le dernier maximum glaciaire, il y a environ 20 000 ans, les précipitations ont continuellement rechargé l'aquifère sous Tucson. Pendant les périodes de climat sec, moins de précipitations s'infiltraient dans l'aquifère, entraînant une baisse de la nappe phréatique pouvant atteindre 32 mètres (105 pieds) par rapport aux niveaux des périodes plus humides.
Le Saviez-vous ?
Le pompage moderne des eaux souterraines a entraîné une baisse de la nappe phréatique deux fois supérieure aux fluctuations naturelles du climat.
Cependant, les prélèvements massifs effectués depuis le milieu du XXe siècle ont eu un impact beaucoup plus prononcé. Chandler Noyes, premier auteur de l'étude et récent diplômé de l'Université de l'Arizona, a souligné :
"Cela met vraiment en évidence l'impact que les humains peuvent avoir sur l'environnement en peu de temps."
Une Reconstitution sur Plusieurs Millénaires
Avant cette étude, les informations sur les taux de recharge entre le dernier maximum glaciaire et le milieu de l'Holocène (il y a environ 6 000 ans) étaient rares. Les chercheurs ont comblé ces lacunes en analysant la composition de l'eau sous le bassin de Tucson, la vallée désertique qui entoure la ville.
L'eau fossile, issue de précipitations infiltrées il y a plus de 12 000 ans, se mélange naturellement avec de l'eau rechargée il y a des centaines ou des milliers d'années, ainsi qu'avec de l'eau plus récente. Pour reconstituer l'âge et l'historique de recharge de l'eau dans le bassin de Tucson, l'équipe a identifié des marqueurs chimiques et isotopiques. Ces marqueurs sont entrés dans l'eau soit par l'atmosphère, soit par les sédiments de l'aquifère.
Contexte Historique
Les résidents de Tucson ont commencé à pomper massivement les eaux souterraines vers les années 1940 pour soutenir l'agriculture irriguée et une population en croissance rapide. Pendant des décennies, les signes de surexploitation et les défaillances de puits ont augmenté dans un environnement où les restrictions étaient limitées.
Ces substances naturelles fournissent des indices sur la source et l'âge d'un échantillon d'eau. Toutefois, l'eau étant un mélange de différentes époques, des modèles mathématiques sont nécessaires pour démêler les marqueurs superposés. L'équipe a utilisé ces modèles, intégrant plusieurs marqueurs, pour reconstituer les âges des eaux souterraines, les taux de recharge et les profondeurs de la nappe phréatique sur des milliers d'années.
La combinaison de ces marqueurs a également fourni des données pour inférer les conditions climatiques passées, notamment les températures de l'air et les régimes de précipitations. Jennifer McIntosh a noté :
"L'eau que nous buvons porte le témoignage de ce qui s'est passé avec le climat dans le bassin de Tucson."
Elle a ajouté que ces nouvelles techniques, reliant le climat et l'hydrologie, pourraient être appliquées aux aquifères du monde entier.
Mesures de Conservation et Perspectives Futures
Les résultats de l'étude peuvent aider les gestionnaires des ressources en eau à anticiper la réaction des aquifères aux changements futurs, qu'ils soient naturels ou d'origine humaine. Chandler Noyes a précisé :
"Ces méthodes fournissent des âges des eaux souterraines plus complets et une compréhension de la façon dont les niveaux des eaux souterraines répondent au changement climatique."
La Loi sur la gestion des eaux souterraines de 1980 a établi des contrôles formels et introduit des mesures de durabilité. En 1992, le projet Central Arizona a commencé à acheminer l'eau du fleuve Colorado vers Tucson.
- 1940s : Début du pompage intensif des eaux souterraines à Tucson.
- 1980 : Adoption de la Loi sur la gestion des eaux souterraines, instaurant des contrôles.
- 1992 : Le projet Central Arizona commence à livrer l'eau du fleuve Colorado à Tucson.
Aujourd'hui, environ la moitié de l'eau provenant des robinets de Tucson provient des eaux souterraines locales, et l'autre moitié du fleuve Colorado, selon Jennifer McIntosh. Les efforts de conservation locaux, combinés aux mesures à l'échelle de l'État, ont permis à de nombreux puits de Tucson de se rétablir partiellement de l'utilisation intensive du XXe siècle.
Les Limites de la Recharge Naturelle
Cependant, les résultats de l'étude indiquent que, bien que l'aquifère soit quelque peu renouvelable, la recharge est lente et limitée. Le climat continue de jouer un rôle clé dans la disponibilité à long terme de l'eau dans la région. Jennifer McIntosh a affirmé :
"Même si nous revenions à la fin de la dernière période glaciaire, alors qu'il faisait beaucoup plus froid et humide dans le bassin de Tucson, nous ne pourrions pas récupérer la quantité d'eau souterraine que nous avons retirée."
Elle a ajouté : "Même un climat très humide ne nous sauverait pas," indiquant qu'aucun retour naturel à des conditions plus humides ne pourrait restaurer le volume d'eau perdu par le pompage.
Solutions Innovantes pour l'Avenir
Une tendance prometteuse est l'adoption récente par la ville de Tucson du plan « One Water 2100 ». Parmi d'autres initiatives, ce plan prévoit de poursuivre et d'étendre l'utilisation des effluents traités. Cela inclut le rejet des eaux usées recyclées dans la rivière Santa Cruz, où elles s'infiltrent dans le sol et contribuent à recharger l'aquifère.
Jennifer McIntosh a conclu :
"Nous pouvons améliorer la recharge en ajoutant plus d'eau. Une façon d'y parvenir est de libérer nos effluents traités dans les endroits où nous savons qu'il y a une recharge moderne, offrant le plus grand potentiel à cette eau d'atteindre la nappe phréatique."
Cette approche proactive est essentielle pour la gestion durable de l'eau dans les régions arides confrontées à la pression démographique et aux défis climatiques.
