Les scientifiques ont découvert que le rythme d’épuisement des eaux souterraines dans la vallée centrale de Californie s’est considérablement accéléré pendant la sécheresse, car le pompage agricole intensif a fait baisser les niveaux de l’aquifère à de nouveaux creux et menace maintenant de dévaster les réserves d’eau souterraines.
La recherche montre que les baisses chroniques des niveaux des eaux souterraines, qui sévissent dans la vallée centrale depuis des décennies, se sont considérablement aggravées ces dernières années, avec des baisses particulièrement rapides depuis 2019.
« Nous avons une crise totale », a déclaré Jay Famiglietti, professeur d’hydrologie et directeur exécutif du Global Institute for Water Security de l’Université de la Saskatchewan. « Les eaux souterraines de Californie, et les eaux souterraines du sud-ouest des États-Unis, disparaissent beaucoup plus rapidement que la plupart des gens ne le pensent. »
Famiglietti et d’autres scientifiques ont découvert dans leur étude, publiée ce mois-ci dans la revue Communication Natureque depuis 2019, le taux d’épuisement des eaux souterraines a été supérieur de 31 % à celui des deux dernières sécheresses.
Ils ont également constaté que les pertes d’eau souterraine dans la vallée centrale depuis 2003 ont totalisé environ 36 millions d’acres-pieds, soit environ 1,3 fois la capacité totale de stockage d’eau du lac Mead près de Las Vegas, le plus grand réservoir du pays.
« La trajectoire sur laquelle nous nous trouvons actuellement est celle d’une disparition à 100% », a déclaré Famiglietti. « C’est l’eau des générations futures. Et elle est en train de disparaître. »
L’historique loi californienne sur la gestion durable des eaux souterraines a été adoptée en 2014 dans le but de limiter le pompage excessif et de stabiliser les niveaux des aquifères. Mais la loi, connue sous le nom de SGMA, donne à de nombreuses agences locales jusqu’en 2040 pour atteindre les objectifs de durabilité.
Famiglietti a déclaré que les résultats indiquent que le délai peut être beaucoup trop long, soulignant la nécessité d’accélérer la mise en œuvre de la réglementation en vertu de la loi. Le rythme actuel des pertes d’eau souterraine est maintenant près de cinq fois plus rapide que la moyenne à long terme depuis les années 1960.
« Nous assistons à ce qui semble être une ruée vers le pompage d’autant d’eau souterraine que possible avant que de nouvelles restrictions ne s’imposent », a déclaré Famiglietti. « Ma crainte est qu’au moment où la SGMA sera pleinement mise en œuvre, il sera trop tard. Il n’y aura plus rien à gérer. »
La ruée vers les eaux souterraines survient au milieu de la période de trois ans la plus sèche jamais enregistrée en Californie, ainsi que d’une méga-sécheresse plus importante aggravée par le réchauffement climatique qui a recouvert le sud-ouest américain pendant 23 ans.
Pendant la sécheresse, lorsque moins d’eau est disponible à partir des rivières et des canaux, l’agriculture dans la vallée centrale dépend généralement des eaux souterraines pour les deux tiers ou plus de ses approvisionnements en eau.
La recherche comprenait l’analyse de près de deux décennies de données provenant de deux missions satellites de la NASA, dont la dernière s’appelle GRACE Follow-On. La paire de satellites, qui a été lancée en orbite en 2018, suit les changements du champ de gravité terrestre pour mesurer les changements dans les quantités totales d’eau, au-dessus et au-dessous du sol.
Les scientifiques ont examiné d’autres données sur l’humidité du sol, les eaux de surface et le manteau neigeux pour estimer les pertes d’eau souterraine, et ont comparé leurs résultats avec les estimations d’un modèle informatique développé par l’US Geological Survey. Ils ont comparé la sécheresse actuelle, de septembre 2019 à décembre 2021, avec des périodes antérieures largement sèches de 2006-2011 et 2011-2017.
Les données des deux dernières décennies révèlent des baisses successives des niveaux d’eau moyens en escalier, avec de brèves périodes humides qui n’ont ralenti que temporairement les baisses.
« Le niveau de stress hydrique en Californie augmente », a déclaré Pang-Wei Liu, scientifique de la NASA et auteur principal de l’étude. « Le taux d’épuisement des eaux souterraines s’accélère, en particulier au cours de ces cinq ou dix années. »
La vallée centrale est l’une des principales régions agricoles du monde, produisant des amandes, des pistaches, des raisins, des noix, des mandarines, du riz et d’autres cultures, ainsi que du bétail et des produits laitiers.
Le rythme accéléré du déclin des eaux souterraines a coïncidé avec des changements dans les cultures. La superficie récoltée de vergers d’amandiers de l’État, selon les données fédérales, est passée de 760 000 acres en 2011 à 1,3 million d’acres en 2021. Les agriculteurs ont également planté davantage de vergers de pistaches.
Famiglietti a déclaré qu’il pense que la récente accélération de la baisse du niveau de l’eau est probablement due, au moins en partie, aux agriculteurs qui plantent des cultures fruitières lucratives et forent des puits plus profonds « avant que le marteau ne tombe » avec des restrictions en vertu de la loi sur les eaux souterraines. Depuis l’adoption de la SGMA, des milliers de nouveaux puits agricoles ont été forés dans la vallée.
La pression pour forer plus de puits d’irrigation et dépendre davantage des eaux souterraines a causé des problèmes pour les puits domestiques moins profonds. Cette année, plus de 1 400 puits secs ont été signalés à l’État, le nombre le plus élevé depuis que les autorités ont commencé à suivre les rapports de puits secs en 2013.
La recherche montre qu’il est essentiel que la Californie continue d’aller de l’avant avec la mise en œuvre de la loi, qui oblige les agences locales à élaborer des plans pour les eaux souterraines et à progresser vers leurs objectifs, a déclaré Felicia Marcus, chercheuse à l’Université de Stanford qui dirigeait auparavant le State Water Resources Control Board. Elle a déclaré que l’étude est un « rappel clair du fait que nous devons agir et que nous avons besoin d’un cadre qui permette aux gens d’agir ».
Il sera crucial de limiter la surutilisation, a-t-elle déclaré, car le changement climatique entraîne des périodes de sécheresse plus fréquentes et plus intenses.
« Avec SGMA, nous avons l’espoir d’un avenir dans lequel les enfants et petits-enfants des gens pourront cultiver et vivre dans la vallée centrale », a déclaré Marcus. « Le cadre et la réglementation seront essentiels. »
Dans l’intervalle, les habitants des communautés rurales de la vallée centrale continuent d’en subir les conséquences alors que de plus en plus de puits crachent et s’assèchent. De nombreux résidents qui vivent avec des robinets secs comptent sur l’eau en bouteille, les réservoirs domestiques et l’eau livrée par camion en attendant des solutions.
L’assèchement de l’aquifère entraîne l’affaissement de parties du fond de la vallée. Au fur et à mesure que les niveaux d’eau baissent, les espaces souterrains se transforment en couches de gravier, de sable et d’argile, le sol s’effondre et réduit de façon permanente la capacité de stockage de l’eau de l’aquifère. Dans certaines parties de la vallée, la terre s’enfonce d’environ 1 pied chaque année, un problème qui a endommagé les canaux et les puits.
Les chercheurs ont constaté que les pertes d’eau souterraine dépassent de loin les réductions d’eau de surface, de neige et d’humidité du sol.
« La Californie a perdu de l’eau, et les eaux souterraines en sont la cause », a déclaré Famiglietti. « C’est vraiment la tragédie des biens communs. »
Les scientifiques ont analysé les tendances dans trois zones de la vallée centrale – les bassins de Sacramento, San Joaquin et Tulare – et ont constaté que le bassin nord de Sacramento, qui s’en sortait mieux que les zones sud, subit également un épuisement des eaux souterraines.
« La grande majorité de l’eau de la Californie est de l’eau souterraine. Le fait qu’elle disparaisse à des taux près de 5 fois plus rapides que les taux historiques équivaut à des retraits sans contrainte d’un compte bancaire », a déclaré Famiglietti.
Ce compte d’épargne d’eau, a-t-il dit, est vital pour traverser les sécheresses et constitue une ressource essentielle pour l’avenir de la Californie. Il a déclaré que le ralentissement du rythme des prélèvements sera essentiel pour maintenir les eaux souterraines pour les générations futures.
Famiglietti, le chercheur principal de l’étude, était auparavant scientifique principal de l’eau au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Dans des recherches antérieures, lui et d’autres scientifiques ont utilisé les mesures des satellites de la NASA pour évaluer la rapidité avec laquelle les eaux souterraines sont extraites en Californie et dans le bassin du fleuve Colorado. Il a étudié l’épuisement des eaux souterraines dans les régions de production alimentaire du monde entier, de l’Asie du Sud au Moyen-Orient jusqu’à l’aquifère d’Ogallala sous les Grandes Plaines.
En janvier, il commencera un nouveau travail en tant que professeur à l’Arizona State University.
Dans de nombreuses régions des États-Unis et d’autres pays, les eaux souterraines restent mal gérées ou totalement non gérées. Alors que les puits continuent de faire baisser les niveaux d’eau, les baisses des niveaux d’eau restent largement invisibles et sous-estimées. En utilisant des mesures satellitaires pour suivre les eaux souterraines, Famiglietti et d’autres chercheurs ont découvert des problèmes d’épuisement généralisés et qui s’aggravent dans de nombreuses grandes régions productrices d’aliments du monde.
Famiglietti a déclaré que l’un des objectifs directeurs de la recherche était de « rendre l’invisible visible ».
Les données révèlent une image désastreuse, a-t-il dit, en Californie et dans tout le sud-ouest.
« Le rythme et l’ampleur de sa disparition dépassent largement ce qui peut être remplacé par n’importe quel plan de gestion », a déclaré Famiglietti. « Si cette nappe phréatique disparaît, la production alimentaire disparaît également. Cela signifie moins de produits, des pénuries alimentaires, des prix alimentaires plus élevés. »
Famiglietti a déclaré que beaucoup plus de personnes risquaient également de perdre l’accès à l’eau potable, car la baisse des niveaux d’eau continue d’assécher davantage de puits.
La loi californienne sur les eaux souterraines promet d’imposer à terme des restrictions sur l’utilisation de l’eau agricole dans la vallée centrale alors que les agences locales s’apprêtent à mettre en œuvre leurs plans de durabilité des eaux souterraines. Pour l’instant, le pompage n’est pas encore soumis à des restrictions dans la plupart des régions.
En vertu de la loi, la gestion durable des eaux souterraines est définie comme la gestion de l’approvisionnement en eau d’une manière qui peut être maintenue sans « provoquer de résultats indésirables », tels que des baisses chroniques des niveaux des eaux souterraines. Les chercheurs ont déclaré que pour remédier au déficit en eaux souterraines, il pourrait être nécessaire de retirer de grandes portions de terres agricoles de la production.
Famiglietti a déclaré qu’il pensait que la Californie avait maintenant une opportunité historique de commencer à gérer et à préserver les eaux souterraines de la vallée centrale avant qu’elles ne disparaissent.
« Il disparaît rapidement », a-t-il déclaré. « Cela pourrait être notre dernier coup en Californie pour bien faire les choses. Nous devons donc nous assurer que cela fonctionne. »
Plus d’information:
Pang-Wei Liu et al, L’épuisement des eaux souterraines dans la vallée centrale de Californie s’accélère pendant la méga-sécheresse, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-35582-x
2022 Los Angeles Times.
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