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L’eau souterraine d’Amazonie cartographiée depuis l’espace

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Grâce à des mesures par satellite, des chercheurs de l'IRD ont réussi à dresser des cartes de l'eau souterraine présente en Amazonie. Ces données révèlent la réponse de la nappe vis-à-vis de périodes de sécheresse et permettent de mieux caractériser son rôle sur le climat et l'écosystème amazonien.

Dans cette étude, les chercheurs ont cartographié les nappes souterraines de l’Amazonie grâce à des mesures réalisées par satellite. © Chris Parker, Flickr, cc by 2.0

L'eau souterraine représente plus de 96 % de l'eau douce présente sur Terre. Cependant, ces réservoirs présents sous nos pieds demeurent très difficiles à étudier, et de nouvelles stratégies de mesure sont nécessaires. Une équipe de recherche de l'IRD vient de mettre au point une méthode très originale pour étudier ces nappes souterraines à partir de mesures altimétriques par satellite. Cette technique était à l'origine uniquement dédiée à l'étude des océans et utilisée depuis seulement quelques années pour l'observation des plans d'eau continentaux de surface. Après des années de travaux pour calibrer et valider ces données dans le bassin amazonien, les chercheurs ont mesuré l'altitude et les variations de niveau de plus de 500 rivières, lacs et zones inondées. Leurs résultats sont publiés dans la revue Geophysical Research Letters.

Grâce à ce réseau d'observation, le plus dense jamais déployé à cette échelle, les scientifiques ont pu dresser les premières cartes de la nappe amazonienne. En saison sèche, les réservoirs d'eau en surface sont au même niveau que l'aquifère qui les alimente : les mesures altimétriques sur les eaux de surface permettent alors des observations directes de la hauteur d'eau souterraine. Les auteurs ont ainsi cartographié le toit de la nappe en période d'étiage, c'est-à-dire à son niveau le plus bas dans l'année, de 2003 à 2008. Les cartes obtenues se sont révélées cohérentes avec des mesures directes de la profondeur d'eau effectuées dans des puits.

Les eaux souterraines sont toutes les eaux se trouvant sous la surface du sol, dans la zone de saturation et en contact direct avec le sol ou le sous-sol. Des chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode pour les étudier. © Daniel Reversat, Flickr, cc by nc sa 2.0

L’effet de la sécheresse sur la nappe amazonienne

Ces premières cartes offrent un suivi des variations de la nappe sur ces cinq années. À la suite de la sécheresse de 2005, les scientifiques ont observé la baisse brutale de son niveau d'étiage dans la majorité de la zone d'étude. Puis ce niveau est progressivement remonté du nord au sud, pour ne retrouver sa valeur moyenne qu'entre 2007 et 2008. Ce résultat suggère un important effet mémoire de la nappe, qui peut avoir à son tour un fort impact sur le climat. De fait, si un niveau d'eau anormalement bas persiste, cela peut contribuer à diminuer l'évapotranspiration, limiter le taux de vapeur dans l'atmosphère et réduire à terme les pluies.

Les cartes obtenues constituent une source d'informations essentielles et inédites sur la structure spatiale et temporelle de la nappe amazonienne et une avancée majeure pour l'hydrologie. Elles permettent de mieux comprendre les processus hydrologiques souterrains à grande échelle impliqués dans le cycle de l’eau, le cycle du carbone et le maintien de la biodiversité en Amazonie. L'eau souterraine demeurait en effet jusqu'alors une inconnue majeure dans ces bilans.

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