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)

Sécheresse sévère dans l’Ouest des Etats-Unis // Severe drought in western U.S.

Le réchauffement climatique est en train d’affecter très sévèrement l’ouest des États-Unis où presque tous les indicateurs de sécheresse sont au Rouge après un hiver sec et un début de printemps chaud. Le manteau neigeux est à moins de la moitié de la normale dans une grande partie de la région. Le niveau des réservoirs diminue, celui des rivières aussi, et les sols se dessèchent.

Nous sommes seulement en mai et plusieurs États envisagent déjà des restrictions d’utilisation de l’eau pour préserver l’approvisionnement. Le gouverneur de Californie a émis un bulletin d’Urgence Sécheresse dans 41 des 58 comtés. Dans l’Utah, les fournisseurs d’eau destinée à l’irrigation verbalisent sévèrement en cas de surutilisation. Certains éleveurs de l’Idaho parlent de vendre leur bétail car les rivières et les réservoirs dont ils dépendent sont à un niveau très bas et que la demande d’irrigation pour les fermes ne fait que commencer.

Les scientifiques surveillent attentivement l’impact de la hausse des températures et de la sécheresse sur les arbres. Ils craignent que le stress hydrique puisse entraîner la mort d’une grande partie des arbres. La végétation morte et sèche représente un contexte idéal pour les incendies de forêts.

À l’heure actuelle, environ 84% de l’ouest des États-Unis est en alerte sécheresse et il n’y a aucun signe d’amélioration de la situation. En avril, les précipitations dans la majeure partie de l’Ouest ont été inférieures de 10% à la normale et le manque de pluie s’est poursuivi jusqu’en mai. De nombreux États mettent en garde contre le manque d’eau après un hiver avec des chutes de neige inférieures à la normale et des températures printanières chaudes au début de l’année 2021, ce qui a accéléré la fonte de la neige. Le lac Mead, qui fournit de l’eau à des millions de personnes, va atteindre un tel niveau en juin que les instances fédérales vont probablement devoir imposer des restrictions d’utilisation de l’eau dans toute la région.

La sécheresse sera également un réel problème pour l’agriculture. En effet, le degré moyen d’humidité du sol dans l’ouest des États-Unis en avril était à son niveau le plus bas depuis plus de 120 ans, époque où ont commencé les relevés.

Les problèmes d’eau dans l’ouest des États-Unis cette année ont leur source dans la faiblesse du manteau neigeux. En effet, la région dépend énormément de la fonte de la neige hivernale dans les montagnes pour remplir les réservoirs en vue des mois secs de l’été. Mais la quantité d’eau fournie par le manteau neigeux est en baisse dans l’ouest des Etats-Unis, comme partout ailleurs dans le monde à cause de la hausse des températures. Dans l’Utah, le manteau neigeux est à 52% de la normale et on s’attend à ce que le débit des cours d’eau soit largement inférieur à la normale tout au long de l’été, avec en certains endroits un niveau à moins de 20% de la normale.

Cette sécheresse ne concerne pas uniquement la nature. De plus en plus de personnes s’installent dans l’ouest des États-Unis, ce qui augmente la demande en eau et en terres agricoles irriguées. Avec l’augmentation de la demande, l’Ouest des Etats-Unis pompe de plus en plus d’eau souterraine pour l’irrigation et d’autres besoins. Les réserves d’eau souterraine ne suffisent plus car les nappes phréatiques ne se rechargent pas assez vite pour faire face à la demande. Les niveaux de certains puits ont chuté de 2 mètres par an.

La hausse des températures contribue largement à la sécheresse actuelle aux Etats-Unis. C’est de la température que dépendent les précipitations qui se feront sous forme de pluie ou de neige. Ce sont aussi les températures qui gèrent la fonte du manteau neigeux et, surtout, la vitesse à laquelle la terre, les arbres et la végétation se dessèchent. Les conditions chaudes et sèches dans l’Ouest en 2020 ont favorisé une saison record d’incendies de forêt, en particulier dans le Colorado et en Californie. Les agences fédérales sont pessimistes ; elles pensent que 2021 sera une autre année longue et difficile avec de nombreux incendies de végétation.

Source: The Conversation.

Dernière minute : La sécheresse est tellement sévère dans la zone entre la Californie et l’Oregon que les autorités fédérales ont coupé l’eau destinée à l’irrigation, avec des conséquences désastreuses pour l’agriculture dans la région.

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Global warming is currently having a very severe impact in western United States where about every indicator of drought is flashing red after a dry winter and warm early spring. The snowpack is at less than half of normal in much of the region. Reservoirs are being drawn down, river levels are dropping and soils are drying out.

It’s only May, and states are already considering water use restrictions to make the supply last longer. California’s governor declared a drought emergency in 41 of 58 counties. In Utah, irrigation water providers are increasing fines for overuse. Some Idaho ranchers are talking about selling off livestock because rivers and reservoirs they rely on are dangerously low and irrigation demand for farms is only just beginning.

Scientists are also closely watching the impact that the rapid warming and drying is having on trees, worried that water stress could lead to widespread tree deaths. Dead and drying vegetation means more fuel for what is already expected to be another dangerous fire season.

Right now, about 84% of the western U.S. is under some level of drought, and there is no sign of relief.

In April, precipitation across large parts of the West was less than 10% of normal, and the lack of rain continued into May.

Many states are warning about low streamflow after a winter with less-than-normal snowfall and warm spring temperatures in early 2021 speeding up melting. Lake Mead,  that provides water for millions of people, is on pace to fall to levels in June that could trigger the first federal water shortage declaration, with water use restrictions across the region.

The drought will also be a real problem for agriculture. Indeed, the average soil moisture levels in the western U.S. in April were at or near their lowest levels in over 120 years of observations.

One of the western U.S. biggest water problems this year is the low snowpack. The region is critically dependent on winter snow slowly melting in the mountains and providing a steady supply of water during the dry summer months. But the amount of water in snowpack is on the decline here and across much of the world as global temperatures rise.

Several states are already seeing how that can play out. In Utah, the state’s snowpack is at 52% of normal. Streamflows are expected to be well below normal through the summer, with some places at less than 20%.

It’s important to understand that drought today is not only about nature. More people are moving into the U.S. West, increasing demand for water and irrigated farmland. As demand for water has increased, the West is pumping out more groundwater for irrigation and other needs. Groundwater reserves recharge slowly, and the West is seeing a decline in those resources, mostly because water use for agriculture outpaces their recharge. Water levels in some wells have dropped at a rate of 2 metres per year.

Rising global temperatures also play several roles in drought. They influence whether precipitation falls as snow or rain, how quickly snow melts and, importantly, how quickly the land, trees and vegetation dry out.

Extreme heat and droughts can intensify one another. As global warming increases temperatures, soil moisture evaporates earlier and at larger rates, drying out soils and triggering the warming and drying cycle.

Hot, dry conditions in the West in 2020 fuelled a record-breaking wildfire season, including the largest fires on record in Colorado and California.

As drought persists, the chance of large, disastrous fires increases. Federal agencies are expecting another tough, long fire year.

Source: The Conversation.

Last minute : The water crisis along the California – Oregon border is so acute that federal regulators have shut off irrigation water to farmers, severely impacting the agricultural sector.

Lac Powell, l’un des réservoirs de l’ouest américain (Photo: C. Grandpey)

 

Le pluie a-t-elle déclenché l’éruption du Kilauea (Hawaii) en 2018 ? // Did rain trigger the 2018 Kilauea eruption (Hawaii) ?

On peut lire sur le site de The Guardian un article particulièrement surprenant. Selon une nouvelle étude, l’éruption du Kilauea en 2018 à Hawaii aurait été déclenchée par les très fortes pluies qui se sont abattues sur l’archipel au cours des mois précédents. L’influence des précipitations ou de la fonte de la neige a été observée ponctuellement sur certains volcans comme l’Etna. En percolant, l’eau peut atteindre le magma de sorte que les éruptions peuvent parfois devenir phréato-magmatiques, donc plus explosives, en raison de l’interaction entre l’eau et la roche en fusion. Quant à provoquer une longue éruption comme celle du Kilauea, c’est une autre affaire!
S’agissant du Kilauea, les auteurs de l’étude pensent que le dérèglement climatique, en provoquant des conditions météorologiques extrêmes, peut entraîner une augmentation des éruptions dans le monde.
On se souvient que la dernière éruption du Kilauea a été spectaculaire, avec l’ouverture de fractures, des explosions et des effondrements sommitaux, sans oublier un séisme de magnitude M 6,9 qui a provoqué d’importants dégâts. Cependant, jusqu’à présent, les volcanologues n’avaient pas déterminé la raison pour laquelle l’éruption avait été si intense.
Les auteurs de l’étude expliquent que plusieurs mois de précipitations anormalement fortes ont précédé l’éruption, avec un record pour une période de 24 heures à l’échelle des Etats-Unis. Les scientifiques pensent que toute cette eau s’est probablement infiltrée dans les fissures et les pores des roches du volcan, jusqu’à 2,9 km de profondeur. Ils ont calculé que ce phénomène avait poussé la pression interstitielle à l’intérieur des roches à un niveau jamais observé depuis près de 50 ans. Les roches ont donc été fragilisées, ce qui a facilité l’ascension du magma vers la surface..
Les scientifiques ont également étudié les éruptions du Kilauea depuis 1790 et ont constaté que ces événements étaient deux fois plus susceptibles de se produire pendant la saison des pluies. Selon eux, ce n’est pas la pression exercée de bas en haut par le magma qui a déclenché l’éruption, car la surface de l’édifice volcanique s’est à peine déformée. [NDLR : l’absence d’inflation ou de déformation significative de l’édifice volcanique est probablement due à la présence d’un grand lac de lave dans le cratère de l’Halemau’uma’u, au sommet du Kilauea. Ce lac de lave, avec des variations de niveau, a contribué à atténuer la pression exercée par le magma sur l’ensemble du volcan, de sorte qu’il y a eu peu de déformation]. Les chercheurs ont également éliminé l’attraction gravitationnelle du soleil et de la lune, qui sont, selon eux, également susceptibles de déclencher des éruptions – même si [NDLR] cette influence extérieure n’a jamais été clairement prouvée.
Avec le changement climatique, les périodes prolongées de précipitations extrêmes devraient être de plus en plus fréquentes dans de nombreuses régions du monde, de sorte que de plus en plus de phénomènes volcaniques pourraient être déclenchés par les précipitations. Cependant, cette hypothèse doit être confirmée par l’observation d’un plus grand nombre d’éruptions.
Source: The Guardian.

Cette étude qui fait reposer le déclenchement de l’éruption du Kilauea en 2018 sur un excès de précipitations me laisse sur ma faim. Si l’on observe l’évolution du comportement du volcan au cours des dernières années, on se rend compte que la dernière éruption n’est pas forcément une surprise et qu’elle a très bien pu se déclencher sans l’aide de l’ouverture des vannes célestes. Si l’inflation n’a pas été significative dans les mois qui ont précédé l’éruption, elle était enregistrée par les tiltmètres depuis plusieurs années (voir la courbe ci-dessous) , avec une certaine accélération dans les semaines qui ont précédé la sortie de la lave dans l’East Rift Zone.. Les tracés montraient une croissance régulière qui trahissait clairement une accumulation progressive du magma sous l’édifice volcanique.

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Quite surprisingly, an article published in The Guardian explains that, according to a new study, the 2018 Kilauea eruption (Hawaii) was triggered by extreme rainfall in the preceding months. The influence of rainfall or snow melting has been occasionally observed on some volcanoes like Mount Etna. The percolating water may reach the magma so that the eruptions may at times become phreatomagmatic and more explosive because of the interaction between water and magma. But triggering a long eruption like Kilauea’s in 2018 needs to be proved.

As far as Kilauea is concerned, the authors of the study raise the possibility that climate breakdown, which is causing more extreme weather, could lead to an increase in eruptions around the world.

One can remember that the last eruption of Kilauea was dramatic with rifts opening, summit explosions and collapses, and an M 6.9 earthquake that caused heavy damage. However, up to now, volcanologists had not analysed what made the eruption so intense.

The researchers who published the study explain that several months of unusually high rainfall preceded the eruption, with one 24-hour period setting a record for the entire US. They think this flood of water probably percolated down into fissures and pores in the rocks of the volcano, as far as 2.9 km below the surface. The scientists calculated this pushed up the pore pressure inside the rocks to the highest level in almost 50 years, weakening them and allowing magma to push up from below.

The scientists also looked at eruptions of Kilauea since 1790 and found that these historical events were twice as likely to happen in the rainy season. They ruled out magma pressure from below triggering the eruption, because the surface had barely deformed. [Editors note: The lack of significant inflation and deformation of the volcanic edifice was probably due to the existence of a large lava lake in Halemau’uma’u Crater, at the summit of Kilauea. This pond of lava contributed to alleviating the pressure exerted by the magma on the whole volcano so that there was little deformation]. The researchers also eliminated the gravitational pull of the sun and moon, which are also said to trigger eruptions – even though this external influence has never been clearly proved (editor’s note). .

As climate continues to change, the occurrence of prolonged periods of extreme rainfall is predicted to increase in many parts of the world, increasing the potential for rainfall-triggered volcanic phenomena. However, this hypothesis needs to be confirmed by more observations of other eruptions.

Source: The Guardian.

This study, which bases the onset of the Kilauea eruption in 2018 on excess precipitation, is quite disconcerting. If we observe the evolution of the behaviour of the volcano in recent years, we realize that the last eruption is not necessarily a surprise and that it could very well have started without the help of the rain. Although inflation was not significant in the months before the eruption, it had been recorded by tiltmeters for several years, with an acceleration during the weeks that preceded the eruption in the East Rift Zone. The plots showed a regular increase which clearly betrayed a gradual accumulation of magma beneath the volcanic structure.

Image de l’éruption de 2018 (Crédit photo: USGS / HVO)

Exemple de l’inflation du Kilauea déjà présente en 2013 (Source: HVO)

On va avoir soif cet été (suite)

Je ne cesse de le répéter (voir ma note du 2 avril 2019) : le déficit en eau est sévère en Haute-Vienne, le département où je réside. Le mois d’avril n’a pas arrangé les choses et les averses qui nous arrosent en ce début mai ne suffiront pas à combler le déficit pluviométrique. De toute façon, les pluies actuelles arrivent trop tardivement et elles ne contribuent pas à alimenter les nappes phréatiques car la végétation capte cette eau dès sa présence en surface. Il suffit de regarder les sources ; leur débit est extrêmement faible. C’est ce qui explique la poussée rapide de l’herbe, favorisée par la douceur des températures. Résultat : les tondeuses ronflent de plus en plus dans nos campagnes !

Cumulé, le déficit en eau au mois d’avril se monte à 26 % par rapport à la moyenne. 69,4 mm de pluie sont tombés au cours du mois, alors que la moyenne est de 95 mm, soit un déficit de 26 %. Sur la période dite de recharge en eau, c’est-à-dire en automne et en hiver, le déficit est de 28 %, selon les relevés de la station de Limoges-Bellegarde que je rappelle ici :

Octobre 2017 : 38,7 mm  / Octobre 2018 : 31,1 mm

Novembre 2017 : 89,7 mm  /  Novembre 2018 : 74,3 mm

Décembre 2017 : 141,1 mm  /  Décembre 2018 : 132,2 mm

Janvier 2018 : 195,7 mm  /  Janvier 2019 : 82,3 mm

Février 2018 : 66,8 mm  / Février 2019 : 38,8 mm

Mars 2018 : 137,8 mm  /  Mars 2019 : 68,3 mm

Avril 2018 : 112,5 mm / Avril 2019 : 69,4 mm

Mai 2018 : 107,1 mm / 1er-10 mai 2019 : 29,1 mm

Les première et deuxième décades d’avril ont notamment été très sèches, le gros des pluies tombant lors de la dernière décade. À Limoges-Bellegarde, on a recueilli 69,4 mm contre 91 mm en temps normal.

A cela s’ajoutent des températures plutôt douces, avec un pic de chaleur entre le 17 et le 22 avril.

Au vu de ces différents paramètres, on peut craindre un été difficile en matière d’eau, avec des restrictions qui ne tarderont pas concernant le remplissage des piscines, le lavage  des voitures et l’arrosage des jardins.

Ce n’est pas gagné non plus pour la navigation sur le lac de Vassivière dont la dernière cote publiée était de 649,40 m au 21/03/2019, donc 60 cm de moins que la cote référence de 650 m NGF. La navigation est interdite lorsque la cote du lac est inférieure à 642 m NGF soit moins 8 mètres par rapport à la cote de référence. 
Source : Station météo de Limoges-Bellegarde, presse locale.