Étiquette : aquifer

De l’eau sous la Chaîne des Cascades (États Unis) // Water beneath the Cascade Range (United States)

Des scientifiques de l’Université de l’Oregon ont découvert un vaste aquifère souterrain sous la Chaîne des Cascades au niveau de l’Oregon. Il contiendrait au moins 81 kilomètres cubes d’eau, soit près de trois fois la capacité du lac Mead qui alimente la Californie, l’Arizona et le Nevada.
Les chercheurs affirment que ce vaste réservoir stocké à l’intérieur de la roche volcanique aura des implications sur les ressources en eau au niveau régional et conduira à une nouvelle approche des risques volcaniques.

 

Vue de la Chaîne des Cascades aux États Unis (Source : USGS)

Le réservoir est stocké dans les roches au sommet des montagnes et ressemble à un grand château d’eau. Cette eau provient de l’infiltration des eaux de pluies et de fonte grâce à la porosité des roches volcaniques. L’étude ajoute que cet aquifère joue un rôle important dans l’hydrologie régionale et l’activité volcanique.
La Chaîne des Cascades a été façonnée par des processus volcaniques pendant des millions d’années avec des coulées de lave poreuses qui permettent une circulation d’eau en profondeur. Les chercheurs pensent que ce système de stockage d’eau pourrait sur le long terme atténuer, au moins pendant un certain temps, les effets du réchauffement climatique sur la disponibilité de l’eau. En effet, de nombreuses localités de l’Oregon dépendent des Cascades pour leur alimentation en eau.
Des analyses plus poussées des formations géologiques montrent que des aquifères semblables pourraient exister dans d’autres régions volcaniques. La présence d’un système d’eau souterraine aussi vaste pourrait avoir des conséquences sur les risques volcaniques. Les éruptions pourraient devenir plus explosives dans le cas d’une interaction du magma avec les eaux souterraines. Au final, cette situation pourrait accroître le risque volcanique le long de la chaîne des Cascades. Les modèles géologiques révèlent que l’eau stockée dans les roches volcaniques pourrait altérer la stabilité des chambres magmatiques. L’interaction entre le magma à haute température et l’eau sous pression a été associée à une activité volcanique explosive dans le passé. Les chercheurs insistent sur la nécessité de surveiller en permanence les niveaux d’eau et l’activité sismique dans la région des Cascades pour évaluer les risques potentiels.
La découverte de cet aquifère pourrait permettre de lutter contre les pénuries d’eau lors des périodes de sécheresse et lorsque la couche de neige est insuffisante. Les scientifiques estiment que l’aquifère prendra probablement des décennies pour se recharger complètement par des processus naturels. Une gestion prudente est donc essentielle.
Les hydrologues et les décideurs politiques évaluent actuellement la meilleure façon d’utiliser cette nouvelle source d’eau. Les applications potentielles comprennent l’approvisionnement en eau des zones habitées, l’irrigation des terres agricoles et le maintien de la stabilité des écosystèmes.
Des recherches sont en cours pour déterminer comment l’extraction de cette eau pourrait affecter les systèmes d’eaux souterraines. Il faut s’assurer que le pompage à long terme n’épuise pas le réservoir plus rapidement qu’il se reconstitue.
Référence :
State shifts in the deep Critical Zone drive landscape evolution in volcanic terrains, Leif Karlstrom, Nathaniel Klema, Gordon E. Grant et Daniele McKay, PNAS – https://doi.org/10.1073/pnas.2415155122

Source : The Watchers. 

Le mont Hood, le mont Jefferson et Crater Lake sont quelques uns des volcans de l’Oregon (Photo; C. Grandpey)

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Scientists from the University of Oregon have discovered a vast underground aquifer beneath Oregon’s Cascade Range, storing at least 81 cubic kilometers of water, which is nearly 3 times the capacity of Lake Mead that supplies water to California, Arizona, and Nevada.

Researchers say this vast water reservoir stored within volcanic rock has implications for regional water resources and volcanic hazards.

The lake is stored in the rocks at the top of the mountains, like a big water tower. The water comes from the infiltration of melt water thanks to the porosity of the volcanic rocks. The study indicates that this aquifer plays an important role in regional hydrology and volcanic activity.

The Cascade Range has been shaped by volcanic processes over millions of years and created porous lava flows that allow deep water circulation. Researchers believe this water storage system could serve as a long-term reservoir and mitigate, at least for some time, the effects of global warmingon water availability. Indeed, many communities in Oregon depend on water from the Cascades.

Further analysis of geological formations suggests that similar aquifers may exist in other volcanic regions. The presence of such a large underground water system might have implications for volcanic hazards. Eruptions could become more explosive when magma interacts with groundwater and increases the risks posed by Cascade Range volcanoes. Geological models indicate that water stored within volcanic rocks could alter the stability of magma chambers. The interaction between hot magma and pressurized water has been associated with explosive volcanic activity in the past. Researchers focus on the need for continued monitoring of both water levels and seismic activity in the Cascade region to assess potential risks.

The discovery of this aquifer could provide an important buffer against water shortages with increasing droughts and declining snowpack levels. Scientists estimate that the aquifer may take decades to fully recharge through natural processes and this makes careful management essential.

Hydrologists and policymakers are now evaluating how best to utilize this newly discovered water source. Potential applications include augmenting municipal water supplies, supporting agricultural irrigation, and maintaining ecosystem stability.

Research is ongoing to determine how extraction might affect groundwater systems and whether long-term pumping could deplete the reservoir faster than it can be replenished.

Reference:

State shifts in the deep Critical Zone drive landscape evolution in volcanic terrains, Leif Karlstrom, Nathaniel Klema, Gordon E. Grant, and Daniele McKay, PNAS – https://doi.org/10.1073/pnas.2415155122

Source : The Watchers.

Réchauffement climatique : Affaissement des sols par surexploitation de la nappe phréatique // Global warming : Land subsidence by aquifer over-exploitation

Ce qui se passe dans certaines parties de l’Iran en ce moment affectera probablement d’autres pays dans le monde, car le réchauffement climatique provoque des températures de plus en plus élevées et une demande en eau de plus en plus importante.
Une partie de la population iranienne est victime de l’affaissement soudain du sol, généralement dû à l’épuisement de l’eau. Le phénomène menace plus particulièrement les 13 millions d’habitants de Téhéran et est en passe de devenir un problème dans tout le pays.
Les autorités ont longtemps lié l’affaissement du sol à Téhéran à une surexploitation des eaux souterraines. 4 milliards de mètres cubes d’eau sont extraits chaque année de 50 000 puits, dont un tiers sont illégaux. On observe un affaissement du sol dans 30 des 31 provinces iraniennes. La plupart des grandes plaines sont dans un état critique. Le problème est particulièrement aigu dans la capitale et ses environs.
Dans certains pays, 2 centimètres d’affaissement du sol sont considérés comme une catastrophe; en Iran, 30 centimètres ont été enregistrés dans la région du Grand Téhéran. À titre de comparaison, lorsqu’un immeuble d’appartements s’est effondré en Floride il y a quelques semaines, l’affaissement du sol a été estimé à seulement 0,2 centimètre, mais ce n’était probablement pas la seule cause de la catastrophe.
Le pic d’affaissement du sol en Iran correspond à une forte augmentation de la pénurie d’eau, elle-même due au changement climatique ainsi qu’à une mauvaise gestion du système d’alimentation en eau. En juin 2021, quelque 210 villes étaient en « stress hydrique ».
Depuis des mois maintenant, de plus en plus de manifestations contre les pénuries d’eau et d’électricité éclatent au Khuzestan, la province pétrolière du sud-ouest du pays, où les températures dépassent régulièrement les 50 degrés Celsius. Le Khuzestan est connu pour ses rivières, mais beaucoup s’assèchent maintenant en raison du réchauffement climatique et de leur surexploitation.
Avec des conditions de plus en plus intenables, ceux qui peuvent se le permettre fuient les provinces les plus chaudes de l’Iran et vont vivre dans des zones plus tempérées près de la mer Caspienne au nord. D’autres Iraniens ont émigré en Turquie, ce qui a multiplié par huit le nombre de ceux qui y ont acheté une propriété au cours des deux dernières années.
La crise a pour toile de fond 40 ans d’hostilité avec les États-Unis et l’effet dévastateur des sanctions économiques sur le pays. Dans la crainte d’une guerre, les autorités gouvernementales ont misé sur l’autosuffisance, avec un programme de sécurité alimentaire à grande échelle qui a épuisé les ressources en eau souterraines dans ce pays aride.
L’expansion de l’agriculture a entraîné l’utilisation d’environ 90 % de la consommation totale d’eau de l’Iran. Environ 80% de cette eau provient des nappes phréatiques, ce qui les a épuisées à un rythme plusieurs fois supérieur à la moyenne mondiale. Beaucoup d’habitants ont eu recours à des puits illégaux, dont quelque 30 000 rien que dans la capitale. Le gouvernement a longtemps ignoré le fait que le climat aride de l’Iran n’était pas en mesure d’accueillir 5 ou 6 millions d’agriculteurs.
Les autorités ont été accusées de ne pas avoir investi dans des usines de dessalement, dans un programme d’ensemencement des nuages ​​ou dans des vannes intelligentes capables de mesurer la consommation d’eau trop importante ou illégale. Au lieu de cela, au cours des 40 dernières années, le gouvernement a construit des dizaines de barrages pour essayer de résoudre les pénuries d’eau, mais dans le climat désertique, une grande partie de cette eau s’évapore.
Le problème est susceptible de s’aggraver car les climatologues prévoient que les températures augmenteront de plus de 4 degrés Celsius au cours des 40 prochaines années, avec des précipitations qui chuteront d’environ 35%. Pour les personnes victimes de l’affaissement du sol, il n’y aura pas d’autre choix que de déménager.
Source : Los Angeles Times.

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What is happening in some parts of Iran these days is likely to affect other countries in the world as global warming triggers higher and higher temperatures and a greater and greater demand of water.

Many people in Iran are victims of land subsidence, the sudden sinking of the ground, usually due to water depletion. The phenomenon is more particularly threatening Tehran’s 13 million residents and is increasingly becoming a problem across whole Iran.

Officials have long linked subsidence in Tehran to over-extraction of groundwater. 4 billion cubic meters of water are annually extracted from 50,000 wells, a third of which are illegal. The land subsidence is observed in 30 out of Iran’s 31 provinces. Most major plains are in critical condition. The problem is particularly acute in the capital and its environs.

In some countries, 2 centimters of subsidence is considered a catastrophe ; in Iran, 30 centimeters have been recorded in the Greater Tehran region. By comparison, when a condo collapsed in Florida a few weeks ago, the subsidence rate was only 0.2 centimeters, but it was probably not the only cause of the collapse.

The spike in subsidence in Iran has accompanied a sharp increase in water scarcity, itself a result of climate change as well as a poorly maintained water management system. In June 2021, some 210 cities were classified as “water stressed.”

For months now, protests over escalating water and power shortages have erupted in Khuzestan, the oil-rich province in the country’s southwest where temperatures regularly top 50 degrees Celsius. Khuzestan is known for its rivers, but many are now drying out due to climate change and overuse.

With conditions increasingly untenable, those who can afford it are escaping Iran’s hotter provinces to more temperate areas by the Caspian Sea in the north; others have emigrated to Turkey, adding to the eight-fold increase in the last two years of Iranians purchasing property there.

The backdrop to the crisis is 40 years of hostility with the U.S., and the devastating effect of sanctions on the country’s economy. With fears of all-out war on their mind, senior officials at the highest levels of government aimed for self-sufficiency, driving a massive food security program that has exhausted underground water resources in this arid country.

The massive agricultural expansion has resulted in roughly 90% of Iran’s total water consumption being used for agricultural purposes. Around 80% of that is drawn from underground aquifers, depleting them at a rate many times over the world average. Many have turned to illegal wells, with some 30,000 in the capital alone. The government has long ignored the fact that Iran’s arid climate and poorly efficient farming sector cannot fit in 5 or 6 million farmers.

Authoritieseso blamed for failing to invest in desalination plants, an integrated cloud-seeding program or smart valves that can measure excessive or illegal water consumption. Instead, the government, over the last 40 years, authorities has built dozens of dams to mitigate water shortages. But in the desert climate, a lot of that water evaporates.

The problem is likely to get worse, with projections that temperatures will rise by more than 4 degrees over the next 40 years while precipitation falls by around 35%. For people whose property is damaged by subsidence, there is little option but to move.

Source : Los Angeles Times.

 

Affaissement du sol par surexploitation de la nappe phréatique (Source : Science Direct)

Nouvelle histoire d’eau à Hawaii // New story about water in Hawaii

Quand on me parle d’Hawaii, ce mot est synonyme de volcans, d’éruptions et de coulées de lave. En ce moment, les éruptions sont au point mort et le Kilauea a cessé d’émettre de la lave au mois d’août 2018. La dernière éruption a laisse derrière elle un immense gouffre au sommet du volcan, là où mijotait un superbe lac de lave. Au fond de ce gouffre de 500 mètres, les scientifiques du HVO ont vu apparaître en juillet 2019 une poche d’eau qui a fini par former une mare puis un petit lac dont la superficie et la profondeur augmentent semaine après semaine. Début novembre 2020, cette profondeur était d’une cinquantaine de mètres.

Dans une note rédigée le 12 octobre 2019, j’explique l’origine cette eau.

https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/10/12/kilauea-hawaii-leau-de-lhalemaumau-the-water-in-halemaumau-crater/

Quand ils ont vu l’eau apparaître au fond de l’Halema’uma’u, les scientifiques ont proposé deux hypothèses : ce pouvait être le résultat de l’accumulation d’eau de pluie, ou bien une résurgence de la nappe phréatique qui se trouve sous le cratère de l’Halemau’mau. Au moment de l’éruption, quand le plancher de la caldeira s’est effondré et a été remplacé par le gouffre profond que l’on observe aujourd’hui, le niveau de la nappe phréatique s’est abaissé sous le cratère nouvellement formé, tout en étant isolée de la lave par un manchon de matériaux.. Une fois l’éruption terminée en août 2018, la situation géologique du sommet du Kilauea s’est stabilisée, de sorte que le niveau de la nappe phréatique a commencé à s’élever et, peu à peu, a probablement retrouvé son niveau d’origine, autrement dit un équilibre hydraulique avec la nappe phréatique.

La poche d’eau au fond de l’Halema’uma’u confirme donc la présence d’une vaste nappe phréatique sous la partie sommitale du Kilauea. C’est important car à Hawaii, comme dans beaucoup d’îles, l’eau est un bien précieux. Essentiellement à cause de l’afflux de touristes, la demande en eau est très forte dans l’archipel hawaiien et une grande partie de l’eau qui s’accumule à la surface au moment des précipitations disparaît avant de pouvoir être utilisée. On sait toutefois que la majeure partie de l’eau s’infiltre dans des d’aquifères côtiers, couches souterraines de roches poreuses.

Un article paru dans Courrier International offre de grands espoirs aux Hawaiiens quant à leur alimentation en eau. Grâce à une nouvelle technique qui repose sur le traçage de la résistivité électrique, une équipe d’hydrogéologues a découvert que le sol volcanique de l’archipel hawaiien collectait et accumulait l’eau douce sous le fond de l’océan. Les scientifiques ont détecté un immense réservoir d’eau douce qui n’avait jamais été identifié jusque-là, à 500 mètres sous le plancher océanique. Les Les résultats de leur étude ont été publiés dans Science Advances le 25 novembre 2020.

Situé à 4 kilomètres au large de la côte ouest de la Grande Ile, ce réservoir contiendrait 3,5 kilomètres cubes d’eau douce. Il pourrait constituer une aide précieuse pour éviter les pénuries et éloigner les menaces de sécheresse. En outre, il semble que l’eau de ce vaste réservoir soit plus facile à pomper que les aquifères côtiers, car elle est sous haute pression. L’équipe de chercheurs estime que ce nouveau réservoir offshore est constitué par l’eau qui s’écoule des aquifères côtiers.

Si le pompage de cette eau sous le plancher océanique ne semble pas poser de gros problèmes techniques, il soulève toutefois un certain nombre de questions. Certains scientifiques se montrent prudents. L’ensemble du système aquifère est probablement connecté et le pompage de cette eau au large de Big Inland pourrait avoir un impact négatif sur les écosystèmes et sur les quantités d’eau disponibles pour les pompes sur l’île.

En dépit de ces réserves, la découverte de cet immense réservoir d’eau douce est une bonne nouvelle. Certains imaginent même une situation identique dans d’autres îles volcaniques comme la Réunion, les archipels du Cap-Vert et des Galapagos, qui présentent une géologie similaire.

Source : Courrier International.

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When people talk to me about Hawaii, the word is synonymous with volcanoes, eruptions and lava flows. These days, the eruptions are at a standstill and Kilauea stopped emitting lava in August 2018. The last eruption left behind a huge chasm at the top of the volcano, instead of the superb lava lake. At the bottom of this 500-metre chasm, HVO scientists saw a pocket of water appear in July 2019; it eventually formed a pond and then a small lake whose area and depth increased week after week. Early in November 2020, its depth was around 50 metres. In a post written on October 12th, 2019, I explained the origin of this water. https://claudegrandpeyvolcansetglaciers.com/2019/10/12/kilauea-hawaii-leau-de-lhalemaumau-the-water-in-halemaumau-crater/

When they saw water appear at the bottom of Hale’uma’u, the scientists proposed two hypotheses: it could be the result of the accumulation of rainwater, or a resurgence of the water table which is located under the Halemau’mau Crater. At the time of the eruption, when the caldera floor collapsed and was replaced by the deep chasm seen today, the groundwater level dropped below the newly formed crater, while being isolated from the lava by a layer of materials .After the eruption ended in August 2018, the geological situation of the summit of Kilauea stabilized, so that the groundwater level began to rise and, little by little, probably regained its original level, in other words a hydraulic equilibrium with the water table.

The pocket of water at the bottom of Halema’uma’u therefore confirms the presence of a large water table below the summit of Kilauea. This is important because in Hawaii, like many islands, water is a precious commodity. Mainly because of the influx of tourists, the demand for water is very high in the Hawaiian archipelago and much of the water that collects on the surface during rainfall disappears before it can be used. However, most of the water is known to seep into coastal aquifers which are subterranean layers of porous rocks.

An article in Courrier International offers Hawaiians high hopes for their water supply. Using a new technique that relies on electrical resistivity tracing, a team of hydrogeologists discovered that the volcanic soil of the Hawaiian archipelago collects and accumulates fresh water under the ocean floor. The scientists have detected a huge reservoir of freshwater that had never been identified before, 500 meters below the sea floor. The results of their study were published in Science Advances on November 25, 2020.

Located 4 kilometres off the west coast of the Big Island, this reservoir is said to contain 3.5 cubic kilometres of fresh water. It could be of great help in avoiding shortages and warding off threats of drought. In addition, the water from this vast reservoir appears to be easier to pump than coastal aquifers because it is under high pressure. The research team believes that this new offshore reservoir is made up of water flowing from coastal aquifers.

If pumping this water under the ocean floor does not seem to pose major technical problems, it does raise a number of questions. Some scientists are cautious. The entire aquifer system is likely connected, and pumping this water off Big Inland could have a negative impact on ecosystems and the amount of water available for pumps on the island.

Despite these reservations, the discovery of this immense reservoir of fresh water is good news. Some even imagine a similar situation in other volcanic islands such as Réunion, the archipelagos of Cape Verde and the Galapagos, which have similar a geology.

Source: Courrier International.

Une réserve d’eau douce au large de Green Sand Beach ? (Photo : C. Grandpey)