L’impact des activités humaines, telles que les émissions de gaz à effet de serre et la déforestation, sur la surface de la Terre a été bien étudié. Aujourd’hui, des chercheurs en hydrologie de l’Université d’Arizona ont étudié l’impact des humains sur le sous-sol profond de la Terre, une zone située à des centaines de mètres ou plusieurs kilomètres sous la surface de la planète.
« Nous avons examiné comment les taux de production de fluides avec le pétrole et le gaz se comparent à la circulation naturelle de l’eau et avons montré comment les humains ont eu un impact important sur la circulation des fluides dans le sous-sol », a déclaré Jennifer McIntosh, professeur au département de l’UArizona. d’hydrologie et des sciences atmosphériques et auteur principal d’un papier dans la revue L’avenir de la Terre détaillant les résultats.
« Le sous-sol profond est hors de vue et hors de l’esprit de la plupart des gens, et nous avons pensé qu’il était important de fournir un certain contexte à ces activités proposées, en particulier en ce qui concerne nos impacts environnementaux », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Grant Ferguson, chercheur adjoint. professeur au Département d’hydrologie et des sciences atmosphériques de l’UArizona et professeur à l’École de l’environnement et du développement durable de l’Université de la Saskatchewan.
Selon l’étude, à l’avenir, ces flux de fluides induits par l’homme devraient augmenter grâce aux stratégies proposées comme solutions au changement climatique. Ces stratégies comprennent : la séquestration géologique du carbone, qui consiste à capturer et à stocker le dioxyde de carbone atmosphérique dans des roches poreuses souterraines ; la production d’énergie géothermique, qui consiste à faire circuler de l’eau à travers des roches chaudes pour produire de l’électricité ; et l’extraction du lithium à partir de saumures souterraines riches en minéraux pour alimenter les véhicules électriques. L’étude a été réalisée en collaboration avec des chercheurs de l’Université de la Saskatchewan au Canada, de l’Université Harvard, de l’Université Northwestern, de l’Institut coréen des géosciences et des ressources minérales et de l’Université Linnaeus en Suède.
« La gestion responsable du sous-sol est essentielle à tout espoir de transition verte, d’avenir durable et de maintien du réchauffement en dessous de quelques degrés », a déclaré Peter Reiners, professeur au département des géosciences de l’UArizona et co-auteur de l’étude.
Avec la production de pétrole et de gaz naturel, il y a toujours une certaine quantité d’eau, généralement saline, qui provient des profondeurs du sous-sol, a déclaré McIntosh. Les eaux souterraines ont souvent des millions d’années et acquièrent leur salinité soit par évaporation d’eau de mer ancienne, soit par réaction avec des roches et des minéraux. Pour une récupération plus efficace du pétrole, davantage d’eau provenant de sources proches de la surface est ajoutée à l’eau salée pour compenser la quantité de pétrole extraite et maintenir la pression des réservoirs. L’eau salée mélangée est ensuite réinjectée dans le sous-sol. Cela devient un cycle de production de fluide et de réinjection dans le sous-sol profond.
Le même processus se produit dans l’extraction du lithium, la production d’énergie géothermique et la séquestration géologique du carbone, dont les opérations impliquent la réinjection des restes d’eau salée du sous-sol.
« Nous montrons que les taux d’injection de fluide ou les taux de recharge issus de ces activités pétrolières et gazières sont supérieurs à ce qui se produit naturellement », a déclaré McIntosh.
En utilisant des données existantes provenant de diverses sources, notamment des mesures des mouvements de fluides liés à l’extraction de pétrole et de gaz et aux injections d’eau pour l’énergie géothermique, l’équipe a découvert que les taux de mouvement actuels des fluides induits par les activités humaines sont plus élevés que ceux d’avant l’intervention humaine.
À mesure que les activités humaines telles que le captage et la séquestration du carbone et l’extraction du lithium s’intensifient, les chercheurs ont également prédit comment ces activités pourraient être enregistrées dans les archives géologiques, c’est-à-dire l’histoire de la Terre telle qu’elle est enregistrée dans les roches qui composent sa croûte.
Les activités humaines ont le potentiel de modifier non seulement les fluides souterrains profonds, mais également les microbes qui y vivent, a déclaré McIntosh. À mesure que les fluides se déplacent, les environnements microbiens peuvent être modifiés par des changements dans la chimie de l’eau ou par l’introduction de nouvelles communautés microbiennes de la surface de la Terre vers le sous-sol.
Par exemple, avec la fracturation hydraulique, une technique utilisée pour briser les roches souterraines avec des liquides sous pression pour extraire du pétrole et du gaz, une formation rocheuse profonde qui ne contenait auparavant aucun nombre détectable de microbes pourrait connaître une floraison soudaine d’activité microbienne.
Il reste beaucoup d’inconnues sur le sous-sol profond de la Terre et sur l’impact des activités humaines sur celui-ci, et il est important de continuer à travailler sur ces questions, a déclaré McIntosh.
« Nous devons utiliser les profondeurs du sous-sol dans le cadre de la solution à la crise climatique », a déclaré McIntosh. « Pourtant, nous en savons plus sur la surface de Mars que sur l’eau, les roches et la vie sous nos pieds. »
Plus d’information:
Grant Ferguson et al, Accélération des flux de fluides souterrains profonds dans l’Anthropocène, L’avenir de la Terre (2024). DOI : 10.1029/2024EF004496