Comme les réservoirs géants de la rivière Colorado ont diminué au cours des deux dernières décennies, des quantités d'eau plus importantes ont été pompées et drainées du métro, selon de nouvelles recherches sur la base des données des satellites de la NASA.
Les scientifiques de l'Arizona State University ont examiné plus de deux décennies de mesures par satellite et ont constaté que depuis 2003, la quantité d'eaux souterraines épuisée dans le bassin du fleuve Colorado est comparable à la capacité totale du lac Mead, le plus grand réservoir du pays.
Les chercheurs ont estimé que le pompage de Wells a drainé environ 34 kilomètres cubes, soit 28 millions d'acres-pieds, les eaux souterraines dans le bassin versant depuis 2003 – plus du double de l'eau qui a été épuisée des réservoirs de la rivière pendant cette période.
« Le bassin de la rivière Colorado perd les eaux souterraines à un rythme alarmant », a déclaré Karem Abdelmohsen, auteur principal et chercheur à l'École de durabilité de l'ASU.
Les pertes sont entraînées en grande partie par un pompage lourd pour fournir l'agriculture, a-t-il déclaré. Dans le même temps, la sécheresse prolongée et la hausse des températures ont des écoulements de la rivière et ont diminué la quantité d'eau percolant les aquifères sous terre et rechargeant.
« Alors que les eaux de surface deviennent moins fiables, la demande d'eaux souterraines devrait augmenter considérablement », ont écrit les chercheurs dans l'étude, qui a été publiée dans la revue Lettres de recherche géophysique. « Les eaux souterraines sont un tampon crucial… mais il disparaît rapidement en raison d'une extraction excessive. »
Le bassin de la rivière Colorado couvre des parties de sept États américains, du Wyoming au sud de la Californie et au nord du Mexique. L'eau du fleuve soutient les villes à croissance rapide, notamment Phoenix et Las Vegas, ainsi que plus de 5 millions d'acres de terres agricoles et de ranchlands.
Les chercheurs ont constaté que la majeure partie de l'épuisement des eaux souterraines (environ les trois quarts du total) se produit dans le bassin inférieur de la rivière, en grande partie en Arizona, où la majeure partie de l'eau est pompée des aquifères du désert pour irriguer les fermes.
Ils ont estimé que les pertes annuelles des eaux souterraines dans le bassin de la rivière Colorado ont atteint en moyenne plus de 1,2 million d'acres de pieds – environ quatre fois plus grande que la quantité d'eau que la région de Las Vegas a le droit de prendre de la rivière Colorado chaque année.
« Si cette tendance se poursuit, elle pourrait entraîner de graves pénuries d'eau qui ont un impact non seulement des agriculteurs et des résidents locaux, mais aussi des marchés agricoles plus larges et des approvisionnements municipaux en eau dans le sud-ouest des États-Unis », a déclaré Abdelmohsen.
La baisse des approvisionnements en eau s'est aggravée à mesure que le changement climatique a intensifié les conditions de sécheresse, ce qui entraîne ce que les scientifiques décrivent comme l'aridification du sud-ouest.
La recherche montre que les 25 dernières années ont probablement été le quart de siècle le plus sec dans l'ouest de l'Amérique du Nord en 1 200 ans. Les scientifiques ont découvert que le réchauffement climatique intensifie cette longue mégadrouilled et a provoqué environ la moitié de la diminution de 20% du flux moyen du Colorado River ce siècle.
« Le changement climatique n'exacerbe que le stress sur les eaux souterraines », a déclaré Jay Famiglietti, auteur principal de l'étude et directeur scientifique de l'ASU Arizona Water Innovation Initiative.
« Si les eaux souterraines restent non protégées dans de grandes bandes du sud-ouest des États-Unis et continuent de disparaître, cela limitera considérablement la production alimentaire », a déclaré Famiglietti. « Les eaux souterraines sont extrêmement importantes dans les États désertiques comme l'Arizona et les villes désertiques comme Phoenix et Tucson, et s'il disparaît, alors il devient une crise existentielle. »
Les chercheurs ont utilisé des données à partir d'une paire de satellites de la NASA, appelée Grace Suivi-On, qui suit les changements dans le champ de gravité de la Terre pour mesurer les changements dans la quantité totale d'eau, à la fois au-dessus et en dessous du sol.
Ils ont examiné d'autres données sur le manteau neigeux, les eaux de surface et l'humidité du sol pour estimer la quantité d'eau souterraine épuisée. Ils ont constaté que les pertes des eaux souterraines dépassent de loin la baisse des deux plus grands réservoirs du fleuve, le lac Mead et le lac Powell.
Malgré cela, Famiglietti a noté que dans de grandes parties du bassin du fleuve Colorado, le pompage des eaux souterraines reste non réglementé et non géré.
« Le déclin constant de la disponibilité de l'eau dans le bassin du fleuve Colorado se déroule depuis des décennies », a-t-il déclaré. « Le fait que la majeure partie de ces pertes provient de la surutilisation des eaux souterraines devrait mettre des états comme l'Arizona en alerte élevée et déclencher un dialogue plus urgent sur l'extension de la gestion des eaux souterraines dans tout l'État. »
Les efforts visant à empêcher les réservoirs du fleuve atteignent des niveaux extrêmement bas ont attiré une attention généralisée et devenue le centre de négociations difficiles entre sept États. Avec le lac Mead et le lac Powell désormais les deux tiers vides, les responsables représentant la Californie et d'autres États subissent une pression croissante pour négocier un accord pour prendre moins d'eau de la rivière en rétrécissement.
Les pressions croissantes sur les eaux souterraines de la région sont moins connues. Au cours de la dernière décennie, les grandes entreprises agricoles se sont développées en Arizona, plantant du foin et d'autres cultures à forte intensité d'eau et en forant des puits profonds dans les zones désertiques où il n'y a pas de réglementation limitant le pompage des eaux souterraines.
Certains résidents se sont retrouvés avec des puits secs à mesure que les niveaux d'eau ont chuté. Dans les endroits, les aquifères s'effondrent ont fait couler la terre, créant des fissures dans le sol qui ont endommagé les routes.
Les scientifiques ont trouvé des pertes en eau souterraine particulièrement rapides dans certaines parties du nord-ouest et du sud-est de l'Arizona, où les grandes exploitations agricoles irriguent les cultures assoiffées telles que la luzerne, qui est utilisée pour nourrir les bovins localement et est également exportée vers des pays tels que la Chine et l'Arabie saoudite.
Ces zones reposent fortement sur les eaux souterraines et n'ont en grande partie aucun accès à l'eau détournée du fleuve Colorado.
L'étude a montré une baisse plus petite, mais significative, des niveaux des eaux souterraines autour de Phoenix et Tucson. Ces zones reçoivent de l'eau importée de la rivière Colorado via le canal du projet central de l'Arizona, et ils sont tenus de gérer les eaux souterraines en vertu d'une loi de l'État de 1980.
Dans d'autres recherches, Famiglietti et ses collègues ont trouvé des pertes similaires mais plus importantes des eaux souterraines motivées par le pompage agricole dans la vallée centrale de Californie. Là, les agences locales sont requises en vertu d'une loi de l'État de 2014, la Loi sur la gestion des eaux souterraines durables, pour limiter la surpose et atteindre un ensemble d'objectifs de durabilité d'ici 2040.
En Arizona, en revanche, le pompage des eaux souterraines reste non réglementé dans 82% de l'État. Les propositions de protection des aquifères en baisse ont été confrontées à plusieurs reprises à l'opposition et sont mortes à l'Assemblée législative, mais les régulateurs de l'État ont formé l'année dernière une nouvelle « zone de gestion active » dans le bassin de Willcox dans le sud-est de l'Arizona, où ils ont proposé des mesures pour limiter progressivement le pompage agricole.
Dans certaines parties du bassin supérieur de la rivière, le pompage des eaux souterraines peut réduire l'écoulement des ruisseaux en abaissant la nappe phréatique, a déclaré Abdelmohsen. Mais dans le bassin inférieur, les eaux souterraines se trouvent plus profondément et sont largement déconnectées de la rivière.
Les scientifiques n'ont pas proposé de recommandations spécifiques, mais ils ont déclaré que leurs estimations pourraient être utilisées comme cibles scientifiques pour aider à traiter la sur-pompe. Ils ont dit qu'une façon de réduire la consommation d'eau serait de passer des cultures à forte intensité d'eau comme la luzerne vers d'autres cultures qui utilisent moins.
Dans une analyse séparée, les chercheurs ont constaté que les pertes totales d'eau dans le bassin du fleuve Colorado se sont considérablement accélérées, avec le taux d'épuisement de 2015 à 2024 à peu près trois fois plus rapide que de 2002 à 2014 – une tendance entraînée en partie par des conditions de séchage dans le sud-ouest. Les eaux souterraines ont représenté les deux tiers des pertes totales.
« Ces scientifiques mettent en lumière la triste réalité que nous perdons plus d'eau stockée sous terre que nous ne sommes en surface », a déclaré Brian Richter, un chercheur qui n'était pas impliqué dans l'étude.
« Cela nous dit que notre surconsommation d'eau dans le bassin du fleuve Colorado est bien pire que je ne pense que beaucoup d'entre nous ont perçu précédemment. »
Les aquifères du désert de la région contiennent de l'eau sous terre depuis des milliers d'années. Dans de nombreuses régions, une fois que ces réserves d'eau sont épuisées, elles sont effectivement disparues.
En plus de convertir les fermes en cultures qui utilisent moins d'eau, Richter a déclaré qu'il pensait « que nous allons devoir commencer à parler de réductions permanentes des terres agricoles agricoles ». Il a déclaré que la législation et les fonds fédéraux seraient nécessaires pour indemniser les propriétaires fonciers agricoles qui acceptent de retirer les terres cultivées de la production.
Les agriculteurs de la vallée impériale et d'autres parties du sud de la Californie ont convenu de laisser temporairement des champs à sec temporairement pour aider à conserver l'eau du River Colorado en échange de paiements en espèces. Mais ils se sont fermement opposés à la jachère permanente des terres, ce qui, selon eux, nuirait à la production alimentaire et aux économies locales.
Richter a déclaré que les dernières données suggèrent que davantage de terres agricoles devront être laissées sèches pour mettre en balance la consommation d'eau avec l'approvisionnement limité.
« Le réchauffement climatique entraîne ce séchage du bassin du fleuve Colorado à long terme, nous devons donc vraiment nous adapter à faire ce grand rééquilibrage », a-t-il déclaré. « Nous devons commencer à sortir de cette zone de danger. »
