L’exploitation des aquifères et la dérive des pôles : une relation inattendue

L’épuisement des réserves d’eau, l’augmentation du niveau de la mer, le déplacement des pôles… Ces éléments sont étroitement liés les uns aux autres. Lorsque de l’eau est prélevée dans les aquifères – les réserves souterraines – pour l’irrigation des cultures, une partie de l’eau déversée en surface retourne dans la nappe phréatique. Mais une autre partie s’évapore ou s’écoule en surface, jusqu’à rejoindre les océans, ce qui provoque une augmentation de leur niveau global. Cet effet est-il anecdotique ou significatif ? Pour répondre à cette question, Ki-Weon Seo, de l’université de Séoul, et ses collègues ont modélisé les volumes d’eau extraits des aquifères et déterminé leur impact sur le niveau des océans. Ils ont alors fait une découverte inattendue…

La répartition des masses d’eau sur Terre influe en effet directement sur son axe de rotation. Imaginez une assiette posée en équilibre sur votre doigt et dans laquelle un liquide se déplace d’un côté à un autre. Pour éviter la chute, il vous faudra ajuster la position de votre doigt, c’est-à-dire celle de l’axe d’équilibre de l’assiette, en réponse à ce déplacement de la masse. La dérive de l’axe de rotation terrestre suit le même principe. L’influence des glaciers et de la calotte antarctique est bien connue. Les eaux de fonte alimentent les océans, dont le niveau monte, et la redistribution des masses qui en résulte contribue à la dérive des pôles. On pouvait s’attendre à un effet similaire résultant de l’eau pompée dans les réservoirs souterrains. Restait à l’estimer.

Lors d’une étude précédente, Yoshihide Wada, alors à l’université d’Utrecht, et ses collègues avaient modélisé que près de 2 150 gigatonnes d’eau souterraine avaient été exploitées sur la période de 1993 à 2010, entraînant une augmentation du niveau global des mers d’un peu plus de 6 millimètres sur cette même période. Sur la période 2005-2015, les données satellites indiquent une élévation du niveau moyen des océans de 3,5 millimètres par an. L’impact de l’utilisation des ressources aquifères serait donc non négligeable. Mais ce résultat restait cependant à corroborer par des observations directes.

Pour confirmer ces valeurs, l’équipe de Ki-Weon Seo a pris le problème à l’envers : ils ont analysé la dérive des pôles en identifiant la contribution des différentes sources. Les chercheurs ont ainsi modélisé l’amplitude et la direction de dérive associée à la fonte des glaciers, de l’Antarctique, du Groenland, etc. Ils arrivent à la conclusion que l’exploitation des aquifères entraîne une dérive des pôles de 4,36 centimètres par an dans la direction de la Russie, contrecarrant ainsi en partie le mouvement naturel vers l’ouest, à l’œuvre depuis des milliers d’années et lié au réajustement succédant à la fonte de la calotte glaciaire (aussi appelé “rebond post-glaciaire”). Cette dérive associée aux eaux souterraines est compatible avec les estimations de Yoshihide Wada sur les volumes d’eau pompés.

Avec ces travaux, Ki-Weon Seo et ses collègues confirment l’influence de l’exploitation des aquifères sur la dérive de l’axe terrestre. Et en ce qui concerne l’augmentation du niveau des mers, le pompage est étonnamment l’un des facteurs les plus influents après la fonte des glaciers et des calottes glaciaires.

Qu’en est-il de l’impact sur le climat de ce déplacement de l’axe terrestre ? “Au vu de l’échelle centimétrique, ce phénomène ne devrait pas avoir de conséquences climatiques, explique Gabriel Tobie, un chercheur du laboratoire de Planétologie et Géosciences de Nantes, non impliqué dans l’étude. Il demeure d’ailleurs nettement moins significatif que le déplacement naturel vers l’ouest.” Ces nouvelles données remettent néanmoins en question les stratégies à adopter face à l’augmentation du niveau marin, notamment dans les zones de moyennes latitudes où les conséquences de l’exploitation des aquifères sont les plus marquées.