Découverte d’un énorme réservoir souterrain d’eau douce au large des côtes d’Hawaï


Depuis longtemps, l’île d’Hawaii est le foyer d’un mystère.

D’une manière ou d’une autre, la quantité d’eau douce dans les aquifères souterrains a semblé bien plus faible qu’elle ne devrait l’être, compte tenu de la quantité de précipitations.

Les scientifiques viennent de découvrir pourquoi. Sous terre, sous la côte de l’île, de grandes quantités d’eau douce sont transportées depuis les flancs du volcan Hualālai jusqu’à des réservoirs nouvellement découverts qui s’étendent profondément sous le fond de l’océan.

C’est une découverte qui a des implications pour les îles volcaniques du monde entier – une ressource renouvelable potentielle inexploitée qui pourrait s’avérer inestimable alors que le climat mondial change rapidement.

« Nos découvertes constituent un changement de paradigme par rapport aux modèles conceptuels hydrologiques conventionnels qui ont été largement utilisés par de multiples études et organisations de l’eau à Hawaï et dans d’autres îles volcaniques pour calculer les rendements durables et le stockage des aquifères au cours des 30 dernières années », a déclaré le géophysicien Eric Attias de l’université d’Hawaï.

« Nous espérons que notre découverte améliorera les futurs modèles hydrologiques et, par conséquent, la disponibilité de l’eau douce propre dans les îles volcaniques. »

La plupart de l’eau douce d’Hawaï provient d’aquifères, de couches de roches ou de sédiments perméables à l’eau. Lorsque la pluie tombe, elle s’infiltre à travers la couche arable et la roche volcanique sous-jacente, pour finalement atteindre les réservoirs des aquifères profonds.

Des recherches récentes ont suggéré qu’il y a beaucoup moins d’eau dans ces aquifères qu’il ne devrait y en avoir. Des études ont montré que de grandes quantités d’eaux souterraines riches en nutriments s’écoulent dans l’océan, et les analyses isotopiques suggèrent qu’il y a une énorme différence entre la quantité d’eau qui entre dans les aquifères et celle qui y est retenue.

Pour comprendre cet écart, Attias et son équipe se sont tournés vers l’imagerie électromagnétique.

C’est une méthode quelque peu ingénieuse, qui exploite les propriétés conductrices de l’eau salée et de l’eau douce. L’eau douce n’est pas du tout très conductrice. Cependant, les sels dissous en grande quantité dans l’eau de mer fournissent de nombreux ions positifs et négatifs pour transporter les courants électriques beaucoup plus efficacement.

L’équipe a pris un bateau le long de la côte, tractant derrière elle un système électromagnétique qui a propagé un champ électromagnétique dans l’eau, couvrant une zone de 40 kilomètres de long et 4 kilomètres de large, produisant une traînée de données électromagnétiques courant en continu sur environ 200 kilomètres le long de la côte.

Ces données ont révélé des régions de conductivité plus ou moins élevée le long du littoral de Kona, permettant à l’équipe de cartographier les débits d’eau douce et les réservoirs associés.

« J’ai passé toute ma carrière à développer des méthodes électromagnétiques marines telles que celle utilisée ici », a déclaré le géophysicien Steven Constable de l’Institut océanographique Scripps, qui a développé le système.

« Il est vraiment gratifiant de voir l’équipement utilisé pour une application aussi percutante et importante. Les méthodes électriques sont utilisées depuis longtemps pour étudier les eaux souterraines sur terre, et il est donc logique d’étendre l’application à l’offshore. »

Modèle conceptuel du cheminement de l’eau douce de la pluie au large. (Attias et al., Science Advances, 2020)

L’équipe a découvert qu’il existe des rivières souterraines d’eau douce en couches entre des basaltes volcaniques saturés d’eau salée. Ces rivières ont une longueur d’environ 35 kilomètres et s’étendent sur au moins 4 kilomètres à l’ouest du littoral.

Les chercheurs estiment que les réservoirs contiennent environ 3,5 kilomètres cubes d’eau douce, soit environ 1,4 million de piscines olympiques et deux fois plus que les estimations précédentes.

Cela pourrait changer la façon dont les communautés des îles volcaniques comme Hawaï font face au changement climatique. La fréquence croissante des sécheresses devrait réduire la quantité de précipitations qui alimentent les aquifères souterrains.

Une modification trop importante du paysage peut également avoir un impact négatif ; les forêts tropicales, par exemple, aident à capter l’eau, en la canalisant le long des plantes vers une couche de sol qui retient l’eau et la filtre dans le sol.

Si la forêt se dégrade, cette couche de sol s’érode et l’eau s’écoule à la surface, ce qui épuise davantage les aquifères.

Les aquifères sous-marins sont plus résistants et pourraient – avec une gestion prudente pour éviter de nuire aux écosystèmes locaux – fournir une ressource aux communautés vivant sur les îles volcaniques, dans des régions comme les Galapagos, les Comores, le Cap-Vert et la Réunion.

Toutes ces régions présentent des formations hydrogéologiques en couches similaires à ce que l’équipe d’Attias a découvert à Hawaï. Il est possible qu’elles aient également des mécanismes de transport d’eau douce similaires.

« Un tel mécanisme pourrait fournir d’autres ressources renouvelables d’eau douce aux îles volcaniques du monde entier où les impacts du changement climatique diminuent la disponibilité de l’eau », écrivent les chercheurs dans leur article.

« Nos résultats soulignent l’importance de reconnaître les eaux souterraines douces/fraîches sous-marines offshore dans la modélisation future des aquifères pour utiliser les ressources en eau des îles volcaniques. »

Ces recherches ont été publiées dans Science Advances.

Lire aussi : Des scientifiques découvrent un vaste réservoir d’eau douce caché sous l’océan

Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche


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