Une énorme mer d’eau douce est enterrée sous l’océan Atlantique
Bien que la taille exacte de l’aquifère reste un mystère, il s’agit peut-être du plus grand du genre, occupant une région s’étendant au moins du Massachusetts au sud du New Jersey, soit près de 220 miles (350 kilomètres). La zone comprend les côtes de New York, du Connecticut et du Rhode Island. Cet aquifère peut contenir environ 670 miles cubes (2 800 kilomètres cubes) d’eau légèrement salée (nous expliquerons sa légère salinité plus tard).
Cette eau n’est pas jeune non plus. Les chercheurs ont déclaré qu’ils soupçonnaient qu’une grande partie provenait de la dernière période glaciaire.
Les scientifiques ont eu les premiers indices qu’un aquifère traînait sous l’océan dans les années 1970, lorsque les entreprises forant au large des côtes pour le pétrole ont parfois atteint l’eau douce à la place. Mais il n’était pas clair si ces dépôts d’eau douce étaient des poches isolées ou s’ils couvraient une plus grande étendue.
Il y a environ 20 ans, le co-chercheur de l’étude Kerry Key, maintenant géophysicien à l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty de l’Université Columbia à New York, a commencé à aider les compagnies pétrolières à identifier les points chauds du pétrole en utilisant l’imagerie électromagnétique sur le fond marin. Tout comme une radiographie peut imager les os d’une personne, l’imagerie électromagnétique utilise des ondes électromagnétiques (des ondes statiques aux micro-ondes et autres hautes fréquences) pour détecter des objets cachés.
Plus récemment, dans un effort pour trouver des gisements d’eau douce, Key a décidé de voir si peaufiner cette technologie pourrait l’aider à trouver des aquifères, qui sont des bassins souterrains d’eau douce. Ainsi, en 2015, lui et son co-chercheur Rob Evans, chercheur principal en géologie et géophysique à la Woods Hole Oceanographic Institution dans le Massachusetts, ont passé 10 jours en mer, prenant des mesures au large des côtes du sud du New Jersey et de Martha’s Vineyard dans le Massachusetts. Les chercheurs ont choisi ces endroits parce que les compagnies pétrolières avaient signalé y avoir trouvé de l’eau douce.
« Nous savions qu’il y avait de l’eau douce là-bas dans des endroits isolés, mais nous n’en connaissions ni l’étendue ni la géométrie », a déclaré l’auteure principale Chloe Gustafson, candidate au doctorat en géologie marine et géophysique à l’Observatoire de la Terre Lamont-Doherty, dans un communiqué.
Pour étudier ces zones, les chercheurs ont largué des instruments sur le fond marin pour mesurer les champs électromagnétiques en dessous. De plus, un outil remorqué derrière le navire émettait des impulsions électromagnétiques artificielles et mesurait les réactions du sous-sol. Les deux méthodes reposent sur une science similaire : l’eau salée conduit mieux les ondes électromagnétiques que l’eau douce, de sorte que toutes les piscines d’eau douce se démarqueraient comme des bandes de faible conductance, ont déclaré les chercheurs.
Une analyse a révélé que l’eau douce n’était pas dispersée ici et là, mais plutôt continue, commençant au rivage et s’étendant sur le plateau continental. À certains endroits, l’aquifère s’étendait jusqu’à 120 km au large.
L’élément s’étendait également en profondeur, commençant à environ 600 pieds (182 mètres) sous le fond de l’océan et se terminant à environ 1 200 pieds (365 m) sous le fond marin. Si des recherches ultérieures montrent que l’aquifère est plus grand, il pourrait rivaliser avec l’aquifère d’Ogallala, un immense bassin d’eau douce qui alimente en eau souterraine huit États des Grandes Plaines, du Dakota du Sud au Texas.
Comment l’eau s’est-elle retrouvée sous l’océan ?
L’aquifère a probablement vu le jour à la fin de la dernière période glaciaire, ont déclaré les chercheurs. Il y a environ 20 000 à 15 000 ans, une grande partie de l’eau de la planète était emprisonnée dans les glaciers, faisant baisser le niveau de la mer par rapport à aujourd’hui. Alors que les températures augmentaient et que la glace recouvrant le nord-est des États-Unis fondait, l’eau a emporté d’énormes quantités de sédiments, qui ont formé des deltas fluviaux sur le plateau continental encore exposé. De grandes poches d’eau douce issues de la fonte des glaciers se sont ensuite retrouvées bloquées dans ces pièges à sédiments. Plus tard, le niveau de la mer a monté, emprisonnant les sédiments et l’eau douce sous l’océan.
De nos jours, il semble que l’aquifère ne stagne pas. Au contraire, il est probablement alimenté par le ruissellement souterrain de la terre, ont déclaré les chercheurs. Cette eau est alors probablement pompée vers la mer par la pression montante et descendante des marées, a déclaré Key.
Ce modèle conceptuel montre comment les eaux souterraines offshore alimentent l’aquifère.
Il a ajouté que l’aquifère est le plus frais près du rivage et devient plus salé plus loin, indiquant qu’il se mélange lentement avec l’eau de mer au fil du temps. L’eau douce près de la terre contient environ 1 partie pour mille de sel, tout comme les autres eaux douces terrestres, a-t-il déclaré. En revanche, sur les bords extérieurs de l’aquifère, il est d’environ 15 parties pour mille, ce qui est encore inférieur au niveau typique de l’eau de mer de 35 parties pour mille.
En d’autres termes, cette eau devrait être dessalée avant que les gens puissent l’utiliser, mais elle serait toujours moins chère à traiter que l’eau salée ordinaire, a déclaré Key.
« Nous n’avons probablement pas besoin de faire cela dans cette région, mais si nous pouvons montrer qu’il existe de grands aquifères dans d’autres régions, cela pourrait potentiellement représenter une ressource » dans des endroits secs tels que la Californie du Sud, l’Australie, le Moyen-Orient ou l’Afrique saharienne, dit-il dans le communiqué.
