Les eaux souterraines
Bien que cela puisse paraître surprenant, l’eau souterraine est courante. Habituellement, les eaux souterraines se déplacent lentement et silencieusement sous la surface, mais à certains endroits, elles bouillonnent à la surface aux sources. Les produits de l’érosion et des dépôts par les eaux souterraines ont été décrits dans le chapitre Érosion et dépôts. Les eaux souterraines constituent le plus grand réservoir d’eau douce liquide sur Terre et se trouvent dans les aquifères, les roches poreuses et les sédiments, avec de l’eau entre les deux. L’eau est attirée par les particules du sol et l’action capillaire, qui décrit comment l’eau se déplace à travers un milieu poreux, déplace l’eau des sols humides vers les zones sèches.
Les aquifères se trouvent à différentes profondeurs. Certaines sont juste en dessous de la surface et d’autres se trouvent beaucoup plus profondément sous la surface du sol. Une région peut avoir plus d’un aquifère en dessous et même la plupart des déserts sont au-dessus des aquifères. La région source d’un aquifère situé sous un désert est probablement très éloignée de l’endroit où se trouve l’aquifère; par exemple, il peut s’agir d’une zone de montagne.
La quantité d’eau disponible pour pénétrer dans les eaux souterraines d’une région est influencée par le climat local, la pente du terrain, le type de roche trouvé à la surface, la couverture végétale, l’utilisation des sols dans la région et la rétention d’eau, qui est la quantité d’eau qui reste dans le sol. Plus d’eau pénètre dans le sol où il y a beaucoup de pluie, une terre plane, des roches poreuses, un sol exposé et où l’eau ne remplit pas déjà le sol et les roches.
Le temps de séjour de l’eau dans un aquifère d’eau souterraine peut aller de quelques minutes à plusieurs milliers d’années. Les eaux souterraines sont souvent appelées «eaux fossiles» car elles sont restées longtemps dans le sol, souvent depuis la fin des périodes glaciaires.
Caractéristiques d’un aquifère
Pour être un bon aquifère, il faut avoir de bons:
- porosité: petits espaces entre les grains
- perméabilité: connexions entre les pores
- recharge naturelle par précipitation
Les gouttelettes d’eau se trouvent dans les pores entre les grains de sédiment, ce qui correspond à la porosité. Lorsque l’eau peut circuler entre les minerais, c’est la perméabilité. Pour atteindre un aquifère, les eaux de surface s’infiltrent dans le sol à travers de minuscules espaces ou pores de la roche. L’eau descend à travers la roche perméable jusqu’à atteindre une couche sans pores; cette roche est imperméable. Cette couche rocheuse imperméable constitue la base de l’aquifère. La surface supérieure où les eaux souterraines atteignent est la nappe phréatique.
La nappe phréatique
Pour qu’un aquifère d’eau souterraine contienne la même quantité d’eau, la quantité de recharge doit être égale à la quantité de rejet. Quelles sont les sources probables de recharge? Quelles sont les sources probables de rejets? Dans les régions humides, les cours d’eau sont alimentés par les eaux souterraines; la surface du ruisseau est le sommet de la nappe phréatique. Dans les régions sèches, l’eau du ruisseau s’infiltre dans l’aquifère. Ces cours d’eau sont souvent secs une grande partie de l’année. L’eau laisse un réservoir d’eau souterraine dans les ruisseaux ou les sources. Les gens tirent également de l’eau des aquifères. Qu’arrive-t-il à la nappe phréatique lorsque les précipitations sont abondantes? Que se passe-t-il quand il y a une sécheresse? Bien que les niveaux des eaux souterraines n’augmentent pas et ne baissent pas aussi rapidement qu’à la surface, la nappe phréatique va augmenter pendant les périodes humides et diminuer pendant les sécheresses.
L’un des types d’aquifères les plus intéressants, mais extrêmement atypiques, se trouve en Floride. Bien que les aquifères ne soient que très rarement des rivières souterraines, l’eau de Floride a dissous le calcaire en Floride de sorte que les cours d’eau se déplacent sous terre et en surface.
Utilisation des eaux souterraines
Les eaux souterraines sont une source d’eau extrêmement importante pour la population. Les eaux souterraines sont une ressource renouvelable et leur utilisation est durable lorsque l’eau pompée de l’aquifère est reconstituée. Il est important que quiconque souhaite creuser un puits sache à quelle profondeur se trouve la nappe phréatique. Comme les eaux souterraines impliquent une interaction entre la Terre et l’eau, leur étude s’appelle l’hydrogéologie. Certains aquifères sont surexploités; les gens pompent plus d’eau que ce qui est remplacé. Au fur et à mesure que l’eau est pompée, la nappe phréatique tombe lentement, nécessitant des puits plus profonds, ce qui nécessite plus d’argent et d’énergie. Les puits peuvent être complètement asséchés s’ils ne sont pas assez profonds pour atteindre la nappe phréatique abaissée. L’aquifère d’Ogallala fournit environ un tiers de l’eau d’irrigation aux États-Unis. L’aquifère se trouve entre 30 000 et 100 mètres de profondeur sur environ 440 000 kilomètres carrés! L’eau de l’aquifère provient principalement de la dernière période glaciaire. L’aquifère d’Ogallala est largement utilisé par les habitants pour leurs besoins municipaux et agricoles. Environ huit fois plus d’eau prélevée chaque année dans l’aquifère d’Ogallala que n’est reconstituée. Une grande partie de l’eau est utilisée pour l’irrigation des cultures. À l’heure actuelle, la santé à long terme de ce vaste aquifère suscite de vives inquiétudes car il est exploité et utilisé à un rythme plus rapide que sa reconstitution par des processus naturels. Cela pourrait avoir d’énormes conséquences sur la production alimentaire dans le pays si cette source d’eau essentielle est épuisée.
L’abus et l’abaissement des nappes phréatiques des aquifères pourraient également avoir d’autres impacts. En abaissant la nappe phréatique, la surface du sol peut s’enfoncer. La subsidence peut se produire sous les maisons et autres structures. Lorsque les aquifères côtiers sont surexploités, l’eau de mer salée de l’océan peut pénétrer dans l’aquifère, le contaminant et le rendant moins utile pour la boisson et l’irrigation. L’incursion en eau salée est un problème dans les régions côtières développées, comme à Hawaii.
Ressorts
L’eau souterraine rencontre la surface dans un ruisseau, ou dans une source. Des nombreuses villes dépendent de l’eau des sources. Les sources peuvent être une source d’eau extrêmement importante dans les endroits où les eaux de surface sont rares.
Puits
Un puits est créé en creusant ou en forant pour atteindre les eaux souterraines. Lorsque la nappe phréatique est proche de la surface, les puits constituent une méthode pratique pour extraire l’eau. Lorsque la nappe phréatique est loin de la surface, il faut utiliser un équipement spécialisé pour creuser un puits. La plupart des puits utilisent des pompes motorisées pour amener l’eau à la surface, mais certains obligent encore les gens à utiliser un seau pour puiser de l’eau.
Enfin, il est également important de comprendre comment l’eau est nettoyée, filtrée et livrée à notre domicile et à notre lieu de travail. Pour beaucoup d’entre nous, nous ne savons pas d’où provient notre eau et nous la prenons pour acquise. Cela entraîne souvent des gaspillages en eau dans nos pelouses, douches et autres appareils.
