De nouvelles recherches montrent que la Vallée centrale de Californie, surnommée le grenier à blé de l’Amérique, tire jusqu’à la moitié de ses eaux souterraines de la Sierra Nevada. Ce chiffre est significatif pour une région agricole qui, dans certaines zones, dépend presque entièrement des eaux souterraines pour l’irrigation.
Bien qu’il soit facile de voir les réservoirs hors sol monter et descendre avec la pluie et la neige, les aquifères sont une source d’eau naturelle cachée hors de vue, dans certains cas à des centaines de pieds sous terre.
« Ils ressemblent à des baignoires géantes remplies d’eau et de sédiments », a déclaré Hoori Ajami, professeur associé d’hydrologie des eaux souterraines à l’UC Riverside.
Les scientifiques ont depuis longtemps reconnu que les Sierras sont une source d’eau essentielle pour l’aquifère de la Vallée Centrale, mais cette nouvelle étude menée par l’UC Riverside est la première à quantifier la contribution des eaux souterraines des montagnes. Publié dans la revue Recherche sur les ressources en eaule étude montre que la contribution peut atteindre 53 % dans le sud de la vallée centrale.
Il ne s’agit pas seulement de la fonte des neiges et des cours d’eau alimentés par les pluies qui se déversent dans l’aquifère de basse altitude. Il existe des aquifères dans la Sierra qui semblent également se déverser dans l’aquifère de la Vallée Centrale.
« Cette étude montre que le degré de connectivité entre les montagnes et la vallée est considérable », a déclaré Sandra Armengol, première auteure de l’article et ancienne chercheuse postdoctorale de l’UCR.
Les eaux souterraines étant difficiles à observer, elles sont également difficiles à mesurer. Les chercheurs ont utilisé une approche à plusieurs volets pour quantifier la provenance de l’eau de l’aquifère de la Vallée Centrale.
L’étude s’est en partie appuyée sur des échantillons d’eau de puits prélevés dans le sud de la Vallée centrale et dans les montagnes. Les chercheurs de l’UCR ont ensuite examiné la composition chimique de ces échantillons (taux de calcium, de sulfates, de sodium, d’isotopes radioactifs et stables) pour en savoir plus sur la source de l’eau, ainsi que sur son âge.
Le carbone 14 et le tritium sont des substances chimiques présentes dans l’eau qui permettent aux chercheurs d’évaluer l’âge d’un objet. Le carbone 14 est notamment utilisé en archéologie pour donner une idée de l’âge d’un objet datant de plusieurs dizaines de milliers d’années, tandis que le tritium permet de savoir si un objet a moins de 50 ans.
L’équipe de l’UCR a découvert que les eaux souterraines de la Sierra qui s’écoulent dans la Vallée Centrale sont très hétérogènes en termes d’âge. Certaines de ces eaux n’avaient que 4 ans, d’autres avaient environ 102 ans et, à certains endroits, l’eau avait plus de 40 000 ans. Par conséquent, elles ne peuvent pas être facilement remplacées une fois utilisées.
« Il faut beaucoup de temps pour que les précipitations traversent les couches de sédiments et pénètrent dans les aquifères et rechargent les eaux souterraines. Si nous continuons à pomper au rythme actuel, nous épuiserons considérablement nos aquifères dans la Vallée Centrale », a déclaré Ajami.
En raison des sécheresses de 2012-2016, les populations ont commencé à pomper trop d’eau souterraine, ce qui a accéléré l’affaissement du sol et a eu un impact sur les infrastructures telles que les barrages et les canaux transportant les eaux de surface vers la vallée.
L’ancien gouverneur Jerry Brown a promulgué en 2014 la loi sur la gestion durable des eaux souterraines, qui impose l’élaboration de plans de gestion durable des eaux souterraines pour les bassins surexploités et réduit les effets indésirables tels que l’épuisement des eaux souterraines et l’affaissement des sols. Cependant, il est possible et nécessaire de faire beaucoup plus pour gérer efficacement l’approvisionnement en eaux souterraines.
« Si je veux connaître le taux de pompage durable d’un aquifère, je dois savoir quelle quantité d’eau entre et quelle quantité d’eau souterraine sort. Comme pour votre compte bancaire, le montant que vous dépensez dépend de vos revenus », a déclaré Ajami.
« Pour les nappes phréatiques surexploitées, notamment celle de la Vallée centrale, des études plus détaillées quantifiant les taux de recharge sont encore nécessaires », a déclaré Armengol. « Mais nous espérons que ces travaux contribueront à une meilleure gestion de cette ressource irremplaçable. Une grande partie de la nourriture que nous consommons en dépend. »
Plus d’information:
Sandra Armengol et al, Caractérisation isogéochimique des processus de recharge du système montagneux dans la Sierra Nevada, Californie, Recherche sur les ressources en eau (2024). DOI: 10.1029/2023WR035719