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)

Halema’uma’u (Hawaii): Eau de pluie ou eau de source? // The water in Halema’uma’u (Hawaii): Rainwater or groundwater?

La mare d’eau au fond du nouveau cratère de Halema’uma’u soulève un certain nombre de questions. Les deux plus fréquentes sont: d’où vient l’eau et quelles pourraient être ses conséquences?
Les deux sources les plus probables sont l’eau de pluie et l’eau souterraine, autrement dit la présence d’une nappe phréatique. Selon les scientifiques du HVO, les deux hypothèses sont à prendre en compte, avec une préférence pour les eaux d’origine souterraine.
La nappe phréatique dans la zone sommitale du Kilauea se situe à une altitude d’environ 590 mètres, telle qu’elle a été mesurée dans un puits de forage creusé en 1973 à environ 800 mètres au sud de Halema’uma’u. La hauteur du plancher d’Halema’uma’u est d’environ 512 mètres, soit 70 mètres en dessous de la nappe phréatique qui se trouve à proximité.
Avant l’effondrement du sommet du Kilauea en 2018, les données géophysiques laissaient supposer que la nappe phréatique à proximité de Halema’uma’uu était à peu près à la même altitude que dans le forage, mais elle s’est probablement modifiée lors de l’effondrement du cratère. La nappe phréatique est probablement en train de se rétablir et, au fur et  à mesure qu’elle monte, l’eau s’infiltre dans des zones basses au niveau du plancher du cratère.
En ce moment, la surface de la mare d’eau dans le cratère s’élève lentement et régulièrement, ce qui correspond probablement à une hausse de la nappe phréatique. Le niveau de l’eau dans le cratère augmenterait par à-coups s’il dépendait des fortes pluies sur le Kilauea. Or, l’Halema’suma n’a pas reçu de fortes pluies depuis la première observation de l’eau dans le cratère le 25 juillet 2019. Il serait intéressant de prélever un échantillon de cette eau et de la dater à l’aide de moyens isotopiques; l’eau de pluie aurait l’âge actuel, tandis que les eaux souterraines seraient plus vieilles.
En ce qui concerne la profondeur de la mare, elle ne dépasse pas quelques mètres. Il se pourrait que ce ne soit que le sommet de la zone saturée en eau, qui pourrait atteindre plusieurs dizaines de mètres de profondeur. Cette profondeur n’est toutefois pas infinie car elle est forcément freinée par la chaleur résiduelle du magma dans le conduit d’alimentation. Malgré tout, à mesure que le conduit refroidit, une plus grande quantité d’eau peut s’accumuler et contribuer à augmenter le volume en surface.

Le volume de la masse d’eau aura forcément une influence sur les risques potentiels. Une simple mare n’aura aucune incidence sur la prochaine éruption sommitale. En revanche, si le magma devait entrer en contact avec plusieurs dizaines de mètres d’eau, un scénario explosif plus important pourrait être observé, comme cela s’est déjà produit dans le passé.
Source: USGS / HVO.

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The pond of water at the bottom of Halema‘uma‘u’s new crater is raising many questions. The two most frequent are, where is the water coming from and what is its importance?

Two potential sources of the water are recent rainfall and groundwater. According to HVO scientists, either remains a possibility. Circumstantial evidence, however, favours groundwater.

The local water table, below which rocks are saturated with water, is at an elevation of about 590 metres, as measured in a deep hole drilled in 1973 about 800 metres south of Halema‘uma‘u. The elevation of the floor of Halema‘uma‘u is about 512 metres, 70 metres lower than the nearby water table.

Before the 2018 collapse of Kilauea’s summit, geophysical data suggested that the water table near Halema‘uma‘u was at about the same elevation as in the drill hole, but it was apparently drawn down during the collapse. The water table is likely recovering now, and as it rises, water inundates low areas such as the crater floor.

So far, the surface of the pond is rising slowly and steadily, consistent with a rising water table. Normally, the pond level would rise in jumps during downpours if rain was directly responsible for feeding it. However, Halema‘uma‘u has experienced no heavy rain since the pond was first observed on July 25th, 2019. It would be best to sample the water and date it using isotopic means; rain would have today’s age, groundwater an older age.

As far as the water’s depth is concerned, it is no more than a couple of metres. But the visible pond could be just the top of the saturated zone, which could conceivably be several tens of metres. There is probably a bottom to the standing water, because heat in the magma conduit below the floor of Halema‘uma‘u would boil away water at some depth. But as the conduit cools, the floor of standing water could move downward, deepening the water body from below as well as at the surface.

The total thickness of the water body impacts potential hazards. A mere puddle would scarcely affect the next summit eruption. But, if rising magma had to penetrate several tens of metres of water, an explosive scenario that has played out in the past could repeat.

Source: USGS / HVO.

Crédit photo: USGS / HVO