De la vallée centrale de Californie aux terres cultivées d’Iran, l’épuisement des eaux souterraines s’est accéléré au cours des quatre dernières décennies dans les régions arides de production alimentaire du monde.
Dans de nombreuses régions de l’ouest des États-Unis, en Inde, au Chili, en Espagne, au Mexique et dans d’autres pays, les niveaux des eaux souterraines ont rapidement diminué à mesure que l’eau est fortement pompée pour irriguer les terres agricoles, selon une nouvelle étude analysant les mesures de 170 000 puits dans plus de 40 pays. .
La recherche, publiée cette semaine dans la revue Nature, révèle que le pompage excessif a des conséquences néfastes et de plus en plus graves sur les aquifères qui détiennent des réserves critiques, alors que de nombreuses régions sont confrontées à des périodes de sécheresse plus intenses en raison du changement climatique.
L’analyse montre que certaines parties de la Californie ont les niveaux d’aquifères qui diminuent le plus rapidement au monde.
« À maintes reprises, nous voyons des endroits où les eaux souterraines s’épuisent », a déclaré Debra Perrone, professeur agrégé d’études environnementales à l’UC Santa Barbara et l’un des principaux auteurs de l’étude. « Là où nous observons réellement ces tendances, c’est là où nous avons des climats arides. »
De nombreuses régions sèches dépendent davantage des eaux souterraines que les régions au climat plus humide. Et lorsque les niveaux d’eau baissent à cause d’un pompage excessif, les conséquences peuvent inclure des puits secs, une diminution des cours d’eau et un affaissement des sols, ainsi que la perte de précieuses réserves d’eau accumulées sous terre au fil des siècles ou des milliers d’années.
Bien que l’étude dresse un tableau sombre de l’épuisement continu et généralisé des eaux souterraines à l’échelle mondiale, les chercheurs ont également constaté que les efforts visant à résoudre le problème dans certaines régions parviennent à freiner le déclin et à augmenter les niveaux des aquifères.
« Notre travail démontre que le déclin rapide et accéléré des eaux souterraines est répandu mais pas inévitable », a déclaré Scott Jasechko, co-auteur et professeur agrégé de ressources en eau à l’UCSB. « Les déclins peuvent être ralentis, stoppés et même inversés, mais il reste encore beaucoup à faire pour remédier à l’épuisement des eaux souterraines. »
Les scientifiques ont analysé les mesures du niveau d’eau provenant de puits de surveillance dans les zones pour lesquelles des données étaient disponibles. En examinant 1 693 aquifères dans le monde, ils ont constaté que 36 % des aquifères ont connu un déclin significatif entre 2000 et 2022 – à un rythme médian d’au moins 4 pouces par an – tandis que 6 % des aquifères ont vu leurs niveaux d’eau augmenter au moins autant, et d’autres ont connu une augmentation relativement importante. petits changements.
Ils ont étudié les tendances de 1980 à nos jours dans 542 aquifères, pour lesquels ils disposaient de données à long terme, et ont constaté que les déclins se sont aggravés ou accélérés dans 51 % de ces zones.
Diverses parties de la Californie figuraient parmi les régions connaissant un épuisement rapide et accéléré depuis 2000. Elles comprennent des zones agricoles au nord de Santa Barbara, ainsi que de grandes parties de la vallée centrale, telles que Kaweah, Chowchilla, Northern Kern, Tule et Madera. bassins – où l’industrie agricole puise dans les eaux souterraines pour produire des noix, des fruits, du foin, des légumes, des céréales et d’autres cultures.
Dans ces zones, selon l’étude, les taux médians de baisse du niveau d’eau variaient d’environ 2 pieds à plus de 4 pieds par an.
D’autres endroits où l’épuisement s’est accéléré comprennent certaines parties de l’ouest des États-Unis, comme l’Iran, le Chili et l’Afrique du Sud.
« Le fait que l’épuisement des eaux souterraines s’accélère dans un si grand nombre de régions productrices de denrées alimentaires souligne les liens critiques entre la sécurité alimentaire et la sécurité de l’eau, et que les deux sont bien plus menacées dans le monde que la plupart des gens ne le pensent », a déclaré Jay Famiglietti, un hydrologue et professeur à la School of Sustainability de l’Arizona State University qui n’a pas participé à l’étude. « Ce document devrait être un signal d’alarme quant à la nécessité d’une bien meilleure gestion des eaux souterraines dans le monde entier. »
L’étude a révélé que plus de 80 % des régions connaissant une baisse accélérée des niveaux des aquifères ont également connu une diminution des précipitations au cours des 40 dernières années. Et d’autres recherches ont montré que diverses régions sèches du monde, tout en accumulant des gaz à effet de serre provenant des combustibles fossiles, ont poussé les températures à la hausse.
Les scientifiques affirment que les conditions plus sèches agissent comme une « rétroaction positive », entraînant une dépendance encore plus grande aux puits et un épuisement encore plus important.
Famiglietti et d’autres scientifiques ont utilisé les mesures satellitaires de la NASA – issues des missions Gravity Recovery and Climate Experiment, connues sous le nom de GRACE, et GRACE Follow-On – dans l’ouest des États-Unis et dans d’autres régions de l’Asie du Sud au Moyen-Orient.
Alors que les satellites ont permis aux scientifiques de se rendre dans les régions productrices de nourriture, la dernière étude révèle une image plus détaillée grâce à des données à échelle fine provenant de mesures du niveau d’eau dans les puits.
Famiglietti a déclaré que l’étude contribuerait à améliorer la science basée sur les satellites en « fournissant une vérification importante de la réalité sur le terrain ».
« Le volume considérable de données de puits collectées sur une si longue période en fait un document d’une importance cruciale pour la durabilité des eaux souterraines », a déclaré Famiglietti.
L’étude fournit l’analyse la plus approfondie à ce jour des niveaux d’eau dans les puits du monde entier. Au total, les scientifiques ont déclaré avoir compilé environ 300 millions de mesures du niveau d’eau au cours de six années de recherche. Leur équipe comprenait des chercheurs d’universités aux États-Unis, au Royaume-Uni, en Suisse et en Arabie Saoudite.
En examinant les tendances de chaque aquifère, les scientifiques ont constaté des améliorations significatives dans certains domaines.
La baisse du niveau d’eau a ralenti dans 20 % des aquifères depuis 2000, tandis que 16 % d’aquifères supplémentaires ont vu la baisse s’inverser et les niveaux d’eau augmenter.
Les scientifiques ont découvert des éléments dans certaines parties de l’Arkansas, du Nouveau-Mexique, de l’Arizona, de la Californie et de la capitale thaïlandaise, Bangkok.
Dans ces cas et dans d’autres, ont indiqué les chercheurs, les niveaux des aquifères ont rebondi après des décennies de baisse en raison d’efforts d’intervention, tels que l’imposition de mesures réglementaires, l’importation d’eau de surface et la réduction du pompage, ou l’utilisation de l’eau transportée des rivières pour recharger les aquifères.
« Que cette action soit une solution du côté de l’offre ou une solution du côté de la demande, il fallait agir pour parvenir à la reprise », a déclaré Perrone. « Ces cas suggèrent qu’il est permis d’être optimiste quant au fait que l’épuisement des eaux souterraines n’est pas inévitable. »
À El Dorado, Ark., une agence locale a commencé à facturer aux utilisateurs industriels de l’eau des frais pour le pompage des eaux souterraines, ce qui a incité les entreprises à développer un pipeline pour acheminer l’eau d’une rivière voisine et a permis à l’aquifère de se régénérer.
Albuquerque a considérablement réduit l’utilisation des eaux souterraines en profitant d’un transfert d’eau du fleuve Colorado vers le bassin du Rio Grande. La ville a également commencé à utiliser l’eau importée pour des projets gérés de recharge des aquifères, contribuant ainsi à augmenter les niveaux d’eau.
Dans la vallée d’Avra, en Arizona, à l’ouest de Tucson, l’eau détournée du fleuve Colorado a été utilisée pour reconstituer l’aquifère, augmentant ainsi le niveau des eaux souterraines.
Et dans certaines parties de la vallée de Coachella en Californie, les flux d’eau importée du fleuve Colorado, transportés dans des canaux, ont contribué à réduire la demande en eaux souterraines et ont permis la recharge des aquifères.
Dans ces cas et dans d’autres, a déclaré Perrone, la récupération est souvent liée à l’utilisation d’une source d’eau supplémentaire.
Toutefois, ces approvisionnements en provenance du fleuve Colorado sont également soumis à des pressions croissantes. La recherche a montré que le réchauffement climatique a considérablement diminué, et les efforts pour remédier aux pénuries ont notamment consisté à reconstituer les eaux souterraines.
« Les transferts d’eau de surface dans le sud-ouest des États-Unis, qui ont aidé certains de ces aquifères à se rétablir, risquent certainement d’être réduits en raison de l’aridification en cours dans cette région », a déclaré Famiglietti. « Cela sera particulièrement vrai pour les régions qui reçoivent l’eau du fleuve Colorado. Il sera difficile de maintenir une reprise à long terme sans efforts supplémentaires importants.»
Dans de nombreuses régions des États-Unis et d’autres pays, les eaux souterraines restent mal gérées, voire totalement non gérées.
La Californie met progressivement en œuvre les exigences de la loi de 2014 de l’État, qui vise à résoudre les problèmes d’épuisement des eaux souterraines dans de nombreuses régions d’ici 2040.
Dans une grande partie de la Vallée Centrale, les puits agricoles et les pompes continuent de fonctionner. Ces déclins se sont produits alors que de nombreux producteurs ont continué à convertir davantage de terres agricoles en vergers lucratifs d’amandes et de pistaches.
Famiglietti a déclaré que cela nécessite des mesures plus strictes, telles que l’obligation pour les propriétaires de puits de mesurer et de déclarer la quantité qu’ils utilisent, de facturer des frais en fonction des quantités pompées et de limiter le pompage, tout en améliorant l’efficacité de l’irrigation et en favorisant une recharge accrue des aquifères.
« Il y a tout un évier de cuisine que nous devons essayer », a déclaré Famiglietti. « C’est important pour les générations futures. Il est important de maintenir notre approvisionnement en eau souterraine afin que nous puissions produire de la nourriture pour des générations et des générations, et non pour une seule. »
L’étude présente une quantité impressionnante de données et fournit un examen complet des données sur le niveau des eaux souterraines dans différents aquifères, a déclaré Bridget Scanlon, chercheuse scientifique principale à l’Université du Texas à la Jackson School of Geosciences d’Austin.
Scanlon, qui n’a pas participé à la recherche, a déjà constaté que l’utilisation coordonnée des eaux de surface et des eaux souterraines et la gestion des efforts de recharge des aquifères avaient contribué à inverser le déclin. Elle a déclaré que le soutien des législateurs des États est essentiel pour étendre ces efforts.
Les zones sans accès aux eaux de surface, comme les zones agricoles dans une grande partie de l’Arizona et les hautes plaines du sud, sont beaucoup plus difficiles à gérer, a déclaré Scanlon. Là où les aquifères continuent de diminuer rapidement, a-t-elle déclaré, « l’économie jouera un rôle important dans la régulation d’un nouvel épuisement » à mesure que les coûts augmentent pour le pompage à partir de profondeurs souterraines plus profondes et le forage de puits plus profonds.
Dans d’autres parties du monde, les auteurs de l’étude ont constaté que les niveaux des aquifères ont augmenté à Bangkok en raison de mesures telles que les frais de pompage. Un type différent de reprise s’est produit dans le bassin iranien d’Abbas-e Sharghi, où l’eau détournée d’un barrage a inversé le déclin. Et l’épuisement a ralenti dans certaines parties de l’Arabie Saoudite, écrivent les chercheurs, « peut-être en partie à cause des politiques conçues pour réduire la demande en eau agricole ».
Les scientifiques ont écrit que leur analyse « illustre le potentiel de récupération des aquifères épuisés, tout en démontrant combien de travail reste à faire pour protéger les ressources en eaux souterraines ».
L’étude n’a pas évalué les volumes d’eau qui ont été épuisés à l’échelle mondiale. Mais d’autres ont découvert que les prélèvements massifs des aquifères ont des effets mesurables sur la rotation de la Terre et que l’eau extraite contribue à l’élévation du niveau de la mer.
Jasechko a déclaré que lui et ses collègues espèrent que leur étude pourra aider à diffuser des informations sur les solutions pour la Californie et d’autres régions.
Pourtant, a-t-il ajouté, « il y a bien plus de cas où les choses empirent que de cas où les choses s’améliorent ».
