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Une pénurie d’eau menace la planète // The shortage of water: A threat to our planet

Selon le dernier rapport du World Resources Institute (WRI) paru le 6 août 2019, près du quart de la population mondiale, réparti dans 17 pays, est en situation de pénurie hydrique grave. Selon le WRI, on s’approche à grands pas du « Jour Zéro » où plus aucune eau ne sortira du robinet. Vous pourrez lire le rapport (en anglais) du WRI en cliquant sur ce lien :

https://www.wri.org/blog/2019/08/17-countries-home-one-quarter-world-population-face-extremely-high-water-stress

Le rapport du WRI débute avec l’exemple des réservoirs de Chennai, la sixième plus grande ville de l’Inde, qui sont presque à sec. L’année dernière, les habitants du Cap, en Afrique du Sud, ont évité de peu le « Jour Zéro » où plus aucune eau ne sort robinets. Sans oublier Rome (Italie) qui, en 2017, a dû  rationner l’eau afin de l’économiser.

Le WRI explique qu’aujourd’hui près du quart de la population mondiale vivant dans 17 pays est confrontée à une situation de pénurie d’eau « extrêmement élevée. » Personne n’ose en parler, mais une pénurie d’eau à grande échelle deviendra inévitablement source de migrations de populations et de conflits. Le rapport du WRI précise que les prélèvements hydrauliques dans le monde ont plus que doublé depuis les années 1960 en raison d’une demande croissante qui ne montre aucun signe de ralentissement. Les pays les plus concernés se situent au Moyen-Orient et en Afrique du Nord avec à leur tête le Qatar, Israël, le Liban ou encore l’Iran.

A côté des pays du Moyen Orient, l’Inde souffre de la pire crise de l’eau de son histoire et des millions de vies et de moyens de subsistance sont menacés. La population du pays, particulièrement nombreuse, demande énormément de ressources. Les eaux en surfaces mais également les eaux souterraines y sont gravement surexploitées.

Selon le WRI, la France occupe la 59ème place dans le classement des pays les plus touchés par une pénurie hydraulique. Le pays se situe dans la catégorie à risque « moyen-élevé ». Mais le rapport souligne que même si certains Etats semblent moins concernés que d’autres, il peut exister des zones de pénurie extrême en leur sein. C’est ce que nous constatons actuellement en France avec la sécheresse extrême qui affecte certaines régions.

Le rapport du WRI indique que, « comme pour tout défi, les perspectives de la pénurie d’eau dépendent de la direction stratégique opérée par chaque Etat. »  Il souligne que certains pays ont commencé à sécuriser leurs ressources hydrauliques grâce à une gestion appropriée. Ainsi, l’Arabie saoudite facture l’eau pour inciter à la conservation. La Namibie, l’un des pays les plus arides du monde, transforme les eaux usées en eau potable depuis 50 ans. L’Australie a presque réduit de moitié l’utilisation de son eau domestique pour éviter le fameux « Jour Zéro ».

Dans la conclusion de son rapport, le WRI explique qu’il existe des tendances indéniablement inquiétantes dans le domaine de l’eau. Toutefois, « en prenant des mesures dès maintenant et en investissant dans une meilleure gestion, nous pouvons résoudre les problèmes liés à l’eau pour le bien des personnes, des économies et de la planète. »

Source : World Resources Institute (WRI).

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According to the latest World Resources Institute (WRI) report released on August 6th, 2019, almost a quarter of the world’s population, spread across 17 countries, is experiencing severe water scarcity. According to WRI, we are getting close to « Day Zero » when no more water will come out of the tap. You can read the WRI report by clicking on this link:

https://www.wri.org/blog/2019/08/17-countries-home-one-quarter-world-population-face-extremely-high-water-stress

The WRI report begins with the example of the water reservoirs of Chennai, the sixth largest city in India, which are almost dry. Last year, people in Cape Town, South Africa, narrowly avoided « Day Zero » when no more water comes out of the taps. Not to mention Rome (Italy) which, in 2017, had to ration the water in order to save it.

WRI explains that today almost a quarter of the world’s population living in 17 countries is facing a situation of « extremely high water scarcity. » Nobody dares to talk about it, but a large-scale water shortage will inevitably become a source of population migration and conflict. The WRI report states that water withdrawals worldwide have more than doubled since the 1960s due to growing demand that shows no signs of slowing down. The most affected countries are in the Middle East and North Africa headed by Qatar, Israel, Lebanon and Iran.

Alongside the Middle East countries, India suffers from the worst water crisis in its history and millions of lives and livelihoods are threatened. The country’s population, which is particularly large, requires a great deal of resources. The surface waters but also the groundwater are seriously over-exploited.

According to WRI, France ranks 59th among the countries most affected by a hydraulic shortage. The country is in the « medium-high » risk category. But the report points out that even though some states seem less concerned than others, there may be areas of extreme scarcity within them. This is what we are currently seeing in France with the extreme drought affecting certain regions.

The WRI report states that « as with any challenge, the prospects for water scarcity depend on the strategic direction of each state”. It points out that some countries have started to secure their water resources through proper management. Thus, Saudi Arabia charges water to encourage conservation. Namibia, one of the driest countries in the world, has been turning wastewater into drinking water for 50 years. Australia has almost halved the use of its domestic water to avoid the famous « Day Zero ».

In the conclusion of the report, WRI explains that there are undeniably worrying trends in the water sector. However, « by taking action now and investing in better management, we can solve water-related problems for the good of people, economies and the planet. »

Source: World Resources Institute (WRI).

 

De l’eau dans le cratère de l’Halema’uma’u (Kilauea / Hawaii) // Water in Halema’uma’u Crater (Kilauea / Hawaii)

Pour la première fois dans l’histoire du Kilauea, une mare d’eau a été découverte au cours de la dernière semaine de juillet 2019 au fond de l’Halema’uma’u, le cratère sommital du volcan. Le HVO a confirmé cette présence d’eau qui pourrait marquer la transition vers une phase plus explosive des futures éruptions.

Les scientifiques ne savent pas comment va évoluer la situation, mais on sait que lorsque la lave interagit avec l’eau, elle peut provoquer de violentes explosions. Une première possibilité est que le magma chauffe et vaporise lentement cette eau pour donner naissance à un nouveau lac de lave. Il se pourrait aussi que la lave interagisse avec la nappe phréatique et déclenche de petites explosions. Une troisième hypothèse est que le magma monte rapidement, et provoque une explosion majeure.

Les scientifiques de l’USGS ont expliqué qu’il n’y a actuellement « aucune raison de penser que les dangers présents au sommet ont augmenté ou diminué » suite à la découverte de cette eau. Toutefois, « la présence d’eau pourrait provoquer un changement important dans l’activité à long terme du volcan.»
Bien que le Kilauea soit surtout connu pour son activité effusive et ses somptueuses coulées de lave, le volcan a une histoire d’alternance de longues périodes d’éruptions explosives et de périodes de phases effusives. Il ne faudrait pas oublier que plusieurs événements explosifs se sont produits sur le volcan dans le passé. Ces éruptions ont le plus souvent généré des déferlantes pyroclastiques.

En 1790, l’une d’elles a tué plus de 400 personnes dans la caldeira du Kilauea. Ce fut l’éruption volcanique la plus meurtrière jamais observée aux États-Unis. Ces déferlantes pyroclastiques, qui peuvent se déplacer à la vitesse d’un ouragan, comptent parmi les éruptions les plus dangereuses. Les géologues du HVO pensent qu’une telle activité ne se produirait pas du jour au lendemain et que les techniques de surveillance modernes permettraient probablement d’alerter le public.

Une autre éruption majeure s’est produite en 1924. Des explosions ont commencé le 10 mai et expédié des blocs pesant jusqu’à 45 kg à 60 mètres de distance, ainsi que des fragments plus petits pesant environ 9 kg jusqu’à 270 mètres. Après une brève pause, l’activité s’est intensifiée le 18 mai et a culminé avec une explosion majeure qui a fait un mort.
Source: USGS / HVO.

Note personnelle: La petite mare que l’on peut observer en ce moment et dont la température est d’environ 70°C a probablement été formée par l’accumulation d’eau de pluie au fond du cratère de l’Halema’uma’uu. Si du magma devait remonter vers la surface, il y a de fortes chances pour que sa chaleur vaporise rapidement cette eau de surface qui n’a rien à voir avec l’eau d’une nappe phréatique en profondeur. Si une explosion se produisait, ce ne serait certainement pas un événement majeur.

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For the first time in Kilauea’s recorded history, a pond of water was discovered – and confirmed by HVO – during the last week of July 2019 at the bottom of Halema’uma’u, the summit crater of Kilauea volcano. Scientists say this development could signal a shift to a more explosive phase of future eruptions.

Scientists do not know what will happen next, but is is well known that when lava interacts with water, it might cause explosive eruptions. One possibility is that lava could slowly heat up and vaporize the water and eventually create a new lava lake. Lava could also interact with the water table and create small explosions. Another possibility is that magma rises rapidly, which could produce a larger explosion.

USGS officials stressed that there is currently “no reason to think hazards at the summit have increased or decreased” because of the discovery of water. But “the presence of water could be a significant switch in the long-term activity of the volcano.”

Although Kilaeua is well known for its effusive activity ansd its sumptuous lava flows, the volcano has a history of alternating between long periods of explosive eruptions and times of effusive phases. Indeed, there have been several explosive events on Kilauea in the past. These eruptions commonly produce pyroclastic surges. In 1790, one of them killed more than 400 people at Kilauea’s caldera, making it the deadliest volcanic eruption in what is now the United States. These surges can move at hurricane velocity across the landscape and they are among the most dangerous kinds of eruptions. HVO geologists think none of this will happen overnight, and modern monitoring techniques will probably give the public plenty of warning. Another major eruption occurred in 1924. Explosive activity began on May 10th of that year, blowing rock chunks weighing as much as 45 kg 60 metres out, and smaller fragments weighing about 9 kg out as far as 270 metres. After a brief reprieve, activity intensified through a major blast on May 18th, when an enormous explosive event caused the eruption’s only fatality.

Source: USGS / HVO.

Personal note: As far as the current small pond (temperature of about 70°C) is concerned, it was probably formed by the accumulation of rain water at the bottom of Halema’uma’u Crater. Should there be some magma ascent to the surface the magma’s heat would probably rapidly vaporize this surface water which has nothing to do with the water of a deep aquifer. If an explosion occurred it would certainly not be a major event.

Vue du cratère de l’Halema’uma’u et de la petite mare au fond de la cavité d’effondrement laissée par la dernière éruption. Il fallait avoir un puissant téléobjectif pour réaliser une photo lisible de cette eau ! (Source : USGS / HVO)

Image thermique de l’accumulation de l’eau au fond du cratère de l’Halema’uma’. Comme indiqué précédemment, la température de cette eau est d’environ 70°C (Source: USGS)

Histoire d’eau et de magma sur la planète Mars // About water and magma on Mars

Des scientifiques de l’Université d’Arizona ont expliqué en 2018 qu’il pourrait y avoir de l’eau liquide sous la calotte glaciaire du pôle sud de la planète Mars. Dans une nouvelle étude publiée début 2019 dans la revue Geophysical Research Letters, une autre équipe de chercheurs de la même université écrit que cette eau, si elle existait réellement, aurait besoin d’une source de chaleur souterraine pour devenir liquide.
Les auteurs de l’étude ont déclaré que cette chaleur résulterait probablement d’une activité volcanique souterraine relativement récente. Si cette hypothèse était confirmée, cela voudrait dire que Mars est une planète plus active d’un point de vue géologique qu’on le pensait auparavant. Les chercheurs ont ajouté qu’en l’absence d’activité volcanique récente, il était peu probable que de l’eau liquide soit présente sous les calottes de glace de la planète qui présentent une épaisseur de 2 km.
Sur Terre, on trouve souvent de l’eau liquide à la base des calottes glaciaires en raison du fait que la chaleur irradie de sous la surface et s’accumule, ce qui fait fondre la glace. Dans l’étude de 2018, publiée dans la revue Science, les chercheurs avaient présenté des données laissant supposer que l’eau liquide était susceptible d’exister sous la calotte glaciaire du pôle sud de Mars, mais l’étude n’avait pas fourni d’explications.
Pour déterminer ce qui pourrait expliquer la présence d’eau, les scientifiques ont d’abord supposé qu’elle existait, puis ils ont modélisé les propriétés physiques de la planète Mars. Comme la Planète Rouge dégage beaucoup moins de chaleur de son intérieur que la Terre, les scientifiques ont avancé différentes hypothèses  pour essayer d’expliquer la présence d’eau de fonte sous les calottes glaciaires.
Un premier modèle a suggéré que le sel pourrait être responsable de la fonte de la glace car le minéral abaisse de manière significative son point de fonte. Toutefois, les chercheurs ont constaté que cette solution ne serait pas suffisante pour maintenir l’eau liquide.
L’équipe scientifique a ensuite proposé une autre explication: la chaleur proviendrait d’une autre source, en particulier une chambre magmatique qui se serait formée sous la surface de Mars il y a environ 300 000 ans. Les chercheurs ont avancé l’hypothèse selon laquelle cette chambre magmatique aurait dégagé de la chaleur, ce qui aurait maintenu l’eau sous les calottes glaciaires.

La principale conclusion de l’étude repose sur le raisonnement «  si-alors »: SI l’eau existe, ALORS il doit y avoir une activité géologique récente dans le sous-sol pour fournir de la chaleur. SI cette approche est réaliste, ALORS cela signifie qu’une activité volcanique souterraine se produit encore sur la planète Mars, bien que la plupart des scientifiques pensent qu’il n’y a aucune preuve d’un volcanisme actif aujourd’hui, même si certaines études indiquent que des coulées de lave à la surface de la planète pourraient être apparues il y a seulement quelques millions d’années.
Il est important de savoir si Mars cache de l’eau liquide à sa surface car cela aura des implications importantes, à la fois pour les projets d’implantation de colonies de peuplement permanentes, mais aussi dans le cadre des recherches de vie sur la planète.
Source: Newsweek, University of Arizona.

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Scientists from the University of Arizona explained in 2018 that there might be liquid water deep below Mars’s southern polar ice cap. In a study published in the journal Geophysical Research Letters, another team from the same university wrote that this water, if it really existed, would require an underground source of heat to become liquid.

The authors of the paper said that this heat would likely result from relatively recent subterranean volcanic activity. If this hypothesis was confirmed, it would indicate that Mars is a more geologically active planet than previously believed. The researchers also noted that without any recent volcanic activity, liquid water was unlikely to be present below the planet’s 2-kilometre-thick ice sheets.

On Earth, liquid water is often found at the base of ice sheets because of the fact that heat radiates from below the surface and becomes trapped, which causes it to melt. Last year’s paper, published in the journal Science, presented data suggesting that liquid water could also be found below Mars’s southern ice sheet, although the study did not explain how it could exist there.

To work out what could be sustaining the predicted liquid water, the scientists first assumed it existed and then modelled Mars’s physical properties. Because the Red Planet has much less heat radiating from its interior than our own, the scientists proposed different ideas for what could be causing water to melt at the bottom of the ice sheets.

One model suggested that salt could be responsible because the mineral significantly lowers the melting point of ice. But the researchers found that this effect would not be sufficient to sustain the liquid water.

Next, the research team proposed another explanation: the heat was coming from another source, specifically, a chamber filled with magma that formed below the Martian surface around 300,000 years ago. The researchers suggested this could have been releasing heat, which kept the water at the bottom of the ice caps liquid.

However, the main conclusion of the study is really an if-then statement: If the water exists, then there must be recent geological activity in the subsurface that provided heat. If these suggestions are true, it could mean that underground volcanic activity may still be occurring on the planet today, despite the views of some scientists that it had largely stopped in relatively recent times. Most scientists think there is no evidence for active volcanism erupting onto the surface of Mars today, though some studies have suggested lava flows elsewhere on the surface could be as young as forming several million years ago.

The question of whether or not Mars hosts liquid water on the surface has significant implications both for plans to set up permanent settlements there and the search for life on the planet.

Source : Newsweek, University of Arizona.

Calotte glaciaire sur le pôle sud de la Planète Rouge (Crédit photo: NASA)

Réchauffement climatique et cycle de l’eau // Climate change and water cycle

Les climatologues ont prévenu que l’un des principaux effets du changement climatique serait la perturbation du cycle de l’eau. La vie quotidienne et les activités humaines étant déterminées par les systèmes hydrologiques, il est important de comprendre l’impact du changement climatique sur l’approvisionnement en eau potable, l’assainissement, la production alimentaire et énergétique.
La relation entre eau, énergie, agriculture et climat est aussi importante que complexe. Le changement climatique risque de déséquilibrer l’équilibre relativement stable dans lequel notre civilisation s’est construite et de compromettre la sécurité des systèmes d’approvisionnement en eau, d’alimentation et d’énergie. Au fil du temps, les effets du réchauffement planétaire provoqué par les gaz à effet de serre générés par l’homme sont devenus se plus en plus évidents. En 2017, les gaz tels que le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et le protoxyde d’azote (N2O) ont atteint des niveaux record. La concentration de dioxyde de carbone a atteint aujourd’hui une moyenne de plus de 410 parties par million à l’échelle de la planète, ce qui est le plus haut niveau jamais enregistré.
Alors que la température moyenne de la Terre continue d’augmenter, nous pouvons nous attendre à un impact significatif du changement climatique sur les ressources en eau et à des effets dévastateurs. Le réchauffement climatique perturbe le cycle de l’eau et les précipitations. Selon des scientifiques du GIEC, les risques de sécheresse et de précipitations extrêmes sont de plus en plus importants. Avec des températures moyennes plus élevées et un air plus chaud pouvant contenir plus d’eau, il est possible que de longues périodes sèches se mêlent à des épisodes de précipitations brèves mais importantes, avec risque d’inondations, et le changement climatique est susceptible d’exacerber ces événements.

Des recherches récentes ont lié certains événements de précipitations extrêmes au changement climatique. C’est ainsi que plusieurs études ont conclu que le changement climatique créait des conditions favorables à des excès de précipitations qui ont entraîné plusieurs inondations dévastatrices. Ce fut le cas lors de l’ouragan Florence en Caroline du Nord en 2018 et l’ouragan Harvey dans le sud-est du Texas en 2017.
Les montagnes sont le point de départ de nombreuses rivières et autres sources d’eau douce. Au total, les eaux de fonte et les eaux de ruissellement en provenance des montagnes fournissent plus de 50% des ressources en eau douce de la planète. Cependant, à mesure que la température augmente, les glaciers et le manteau neigeux fondent à une vitesse sans précédent. De nombreux glaciers reculent et certains risquent de disparaître au 21ème siècle. En conséquence, les zones qui dépendaient des glaciers pour leur approvisionnement en eau douce devront chercher d’autres sources.
La capacité de stockage de l’eau en montagne sera rendue encore plus compliquée si la hausse des températures remplace les précipitations sous forme de neige par celles sous forme de pluie. Bien que plus de pluie que de neige puisse sembler un avantage, cela risque de signifier une disponibilité réduite de l’eau. Comme l’eau de pluie s’écoule plus vite que la neige en train de fondre, il est possible que les niveaux d’humidité du sol et de recharge des nappes souterraines soient affectés et réduits. Les régions dont l’eau de fonte est la principale source d’alimentation en eau douce pourraient être confrontées à des pénuries, en particulier vers la fin de l’été.
Il existe de nombreuses autres relations entre le changement climatique et l’eau. Par exemple, le changement climatique a réchauffé la surface des océans et entraîné une prolifération d’algues indésirables. C’est ce qui s’est passé récemment avec les sargasses dans les Caraïbes (voir mes notes à ce sujet). Ces événements peuvent nuire à l’économie et à la santé humaine, mais aussi entraver le tourisme et la pêche.

En Inde, où vivent 1,3 milliard d’habitants, près de la moitié de la population fait face à une crise de l’eau. Plus de 20 villes du pays, comme New Delhi ou Bangalore, auront épuisé leurs nappes phréatiques d’ici deux ans. Cela signifie qu’une centaine de millions de personnes devront vivre sans eau issue de puits. Dans le Pendjab, l’un des principaux greniers agricoles de l’Inde, les paysans se plaignent du niveau des nappes phréatiques, qui a baissé de 12, 18 ou 30 mètres en une seule génération. L’eau accumulée sur des milliers d’années depuis la dernière ère glaciaire est pompée pour les besoins de l’agriculture industrielle, pour la révolution verte. Le gouvernement envisage de construire de nouveaux et importants barrages (l’Inde en compte déjà 5 000) et dévier des cours d’eau vers les régions asséchées. En attendant, le changement climatique donne lieu à des précipitations de plus en plus irrégulières durant la mousson, vitale pour les populations, alors que la demande en eau douce ne cesse d’augmenter avec les 16 millions de citoyens indiens supplémentaires chaque année.

Tous ces facteurs et exemples montrent que l’eau deviendra un élément clé dans le monde au cours des années à venir. Le manque d’eau dans certains pays entraînera inévitablement des migrations de population et même des conflits. Si nos gouvernements ne font aucun effort pour prendre des mesures visant à réduire les gaz à effet de serre et le réchauffement de la planète, ils seront confrontés à de très graves problèmes.

Source : Presse et organismes internationaux.

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Climate scientists have warned that one of the primary effects of climate change would be the disruption of the water cycle. Since everyday life and human activities aredetermined by hydrological systems, it is important to understand the impact that climate change will have on drinking water supplies, sanitation, food and energy production.

The relationship between water, energy, agriculture and climate is as important as it is complex. Climate change has the potential to tip out of balance the relatively stable climate in which civilization has been built and jeopardize the security of water, food and energy systems. Over time, the effects of global warming due to human-generated greenhouse gases in the atmosphere have become more evident. In 2017, major gases, like carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) hit record levels. The year’s carbon dioxide concentration reached a global average of 410 parts per million, which was the highest ever recorded.

As the earth’s average temperature continues to rise, we can expect a significant impact on water resources with the potential for devastating effects on these resources. Climate change disrupts the water cycle and precipitation. According to scientists from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), there is increasing probability for more intense droughts and precipitation events. With higher average temperatures and warmer air that can hold more water, a pattern might emerge of lengthy dry spells interspersed with brief but heavy precipitation and possible flooding. Climate change can exacerbate these events.

Recent research has tied certain extreme precipitation events to climate change. Several studies concluded that climate change created conditions that made torrential rainfall more likely, leading to several recent devastating flooding events, for example, Hurricane Florence in North Carolina in 2018 and Hurricane Harvey in southeastern Texas in 2017.

Mountains are critical headwaters to numerous rivers and other freshwater sources. In all, mountain meltwater and runoff provide more than 50 percent of the world’s freshwater. Yet as global temperatures elevate, mountain glaciers and snowpack are melting at an unprecedented rate. Many mountain glaciers are in retreat, and some are in danger of disappearing within the 21st century. Thus, areas that previously depended on glaciers for freshwater will then have to seek other sources.

Further complicating mountain water storage capability is the greater likelihood that warmer temperatures make precipitation fall as rain rather than snow. Although more rain than snow may seem like a plus, it could mean reduced water availability. Because rain flows faster than melting snow, levels of soil moisture and groundwater recharge may be reduced. Areas that rely on meltwater as their primary freshwater source could increasingly experience water shortages, especially towards the end of summer, and will have to seek other sources.

Numerous other relationships between climate change and water exist. For instance, climate change has warmed up water bodies and caused harmful algal blooms to become greater problem in rivers, lakes and oceans around the world. This is what recently happened with sargassum in the Caribbean.  These events can hurt the economy and human health, hampering tourism and shutting down fisheries and shellfish harvesting.

In a recent article, the National Geographic gave the example of the water crisis in India, home to 1.3 billion people. Nearly half of the population is facing a water crisis. More than 20 cities in the country, such as New Delhi or Bangalore, will have depleted their water tables within two years. This means that a hundred million people will have to live without water from wells. In Punjab, one of India’s largest agricultural granaries, peasants complain about groundwater levels, which have dropped 12, 18 or 30 metres in a single generation. Water accumulated over thousands of years since the last ice age is pumped for the needs of industrial agriculture, for the green revolution. The government plans to build new and large dams (India already has 5,000) and divert rivers to dry areas. In the meantime, climate change is giving rise to increasingly erratic rainfall during the monsoon season, which is vital for the population, while demand for freshwater continues to grow with an additional 16 million Indian citizens each year.

All these factors and examples show that water will become a key element in the world in future years. The lack of water in some countries will inevitably trigger population migrations and even wars. If our governments make no efforts to take measures to reduce greenhouse gases and global warming, they will be confronted with very serious problems.

Source: International press and institutions.

L’eau, d’origine glaciaire ou autre, représentera un atout majeur dans les prochaines décennies (Photo: C. Grandpey)