Qu’est-ce que l’intrusion d’eau de mer ?Un hydrogéologue explique l'équilibre changeant entre l'eau douce et l'eau salée sur la côte

L'intrusion d'eau de mer est le mouvement de l'eau salée de l'océan ou des estuaires vers les systèmes d'eau douce.L'eau de mer qui a a remonté le fleuve Mississippi l’été et le début de l’automne 2023 rappellent que les communautés côtières vacillent dans un fragile équilibre terre-mer.

L'eau douce est essentielle à la consommation, à l'irrigation et à la santé des écosystèmes.Lorsque l’eau de mer se déplace vers l’intérieur des terres, le sel qu’elle contient peut causer des ravages sur les terres agricoles, les écosystèmes, les vies et les moyens de subsistance.

je suis un hydrogéologue côtier et j'étudie l'eau à travers l'interface terre-mer depuis 25 ans.Je considère l’intrusion de l’eau de mer comme une balançoire :Le point de rencontre de l’eau douce et de l’eau salée constitue le point d’équilibre entre les forces terrestres et maritimes.

Une poussée du côté terrestre, comme de fortes pluies ou des débits fluviaux élevés, déplace le point d’équilibre vers la mer.Une poussée du côté de la mer – qu’il s’agisse d’une élévation du niveau de la mer, d’une onde de tempête ou de marées hautes – déplace le point d’équilibre vers la terre.Les sécheresses ou l’utilisation intensive d’eau douce peuvent également entraîner le déplacement de l’eau de mer vers l’intérieur des terres.Alors que le changement climatique et la croissance démographique mettent à rude épreuve les réserves d’eau douce, l’un des résultats sera plus d'intrusion d'eau de mer.

Quand l'océan remonte la rivière

L'intrusion actuelle d'eau de mer dans le cours inférieur du fleuve Mississippi est principalement due à sécheresse dans le Midwest, ce qui a réduit le volume de la rivière.L’ampleur de la réduction du débit de la rivière et la durée pendant laquelle le débit de la rivière est faible influencent la distance vers laquelle l’eau salée se déplace en amont.Dès octobre.Le 2 janvier 2023, le « coin » d’eau salée du Mississippi s’était déplacé près de 70 milles en amont de l’embouchure de la rivière.

Ce ce n'est pas la première fois que les basses eaux du fleuve ont permis à l’eau de mer de se déplacer vers l’intérieur des terres.Mais à mesure que le changement climatique élève le niveau de la mer et provoque des anomalies météorologiques plus graves, les intrusions deviendront plus courantes et progresseront plus en amont.

Et le problème n’est pas propre au Mississippi.Au Delaware, l'eau de mer est voyageant plus loin dans de petits courants de marée pendant les tempêtes et les marées les plus hautes, inondant les terres agricoles et détruisant les récoltes.

Dans les Sundarbans de l’Inde et du Bangladesh – l’une des plus grandes forêts de mangroves côtières au monde – l’eau de mer s’introduit dans l’embouchure du Gange.Les principales causes sont les barrages en amont et les détournements d'eau du fleuve à des fins d'irrigation et de navigabilité, ainsi que l'empiétement dû à l'élévation du niveau de la mer.L'intrusion d'eau de mer pourrait menacent de nombreux types de plantes et d’animaux dans ce Site du patrimoine mondial de l'UNESCO, qui abrite d'innombrables espèces rares et menacées.

Envahir le sous-sol

Une autre interface entre l'eau douce et l'eau salée sur la côte est moins évidente car c'est sous terre.De nombreuses communautés côtières tirent leur approvisionnement en eau douce des eaux souterraines – de l’eau propre qui circule à travers les pores entre les grains de sable et le sol.

Les eaux souterraines ne s’arrêtent pas seulement au littoral :Sous le fond océanique, les eaux souterraines sont salées et quelque part entre la terre et l’océan se trouve un point de rencontre souterrain.Elle se trouve généralement vers la terre, par rapport au littoral, car l'eau salée est plus dense que l'eau douce, elle a donc une plus grande force et s'enfonce naturellement.Mais comme pour une rivière, cette interface bouge lorsque le niveau des eaux souterraines baisse sur terre ou que le niveau de l’eau augmente au large.

Dans bassins d'eau souterraine du centre et du sud de la Californie, pompage généralisé a fait chuter le niveau des eaux souterraines de plusieurs centaines de pieds dans certaines régions.Cela fait basculer la bascule et entraîne le déplacement des eaux souterraines de la mer vers l’intérieur des terres.L'accès aux eaux souterraines a soutenu l'agriculture irriguée dans ces zones, mais il existe désormais un double risque de réduction de la disponibilité des eaux souterraines et d'intrusion d'eau de mer. menace les cultures comme les fraises et la laitue.

L'intrusion de l'eau de mer dans les eaux souterraines se produit partout dans le monde, mais les endroits les plus menacés sont peut-être les communautés des îles basses.Les eaux souterraines douces sont souvent la seule source d’eau potable et d’irrigation sur les petites îles, et elles existent sous la forme d’une fine lentille qui flotte au-dessus des eaux souterraines salées.

La lentille peut rétrécir en réponse aux sécheresses, au pompage et à l’élévation du niveau de la mer.Il peut également devenir salé à cause de l’infiltration des eaux de crue lors de tempêtes ou de marées hautes.

Aux Îles Marshall, par exemple, on prévoit que la combinaison de l'élévation du niveau de la mer et des inondations causées par les vagues rendra de nombreuses îles instables. inhabitable à la fin du siècle.

Changer l’équilibre

À mesure que l’eau salée continue d’empiéter sur les systèmes d’eau douce, il y aura des conséquences.L'eau potable contenant même 2 % d'eau de mer peut augmenter la tension artérielle et stresser les reins.Si de l'eau salée pénètre dans les conduites d'alimentation, elle peut corroder les tuyaux et produire sous-produits toxiques de désinfection dans les usines de traitement des eaux.

L’intrusion d’eau de mer réduit la durée de vie des routes, ponts et autres infrastructures.Il a été impliqué en tant que contributeur au Effondrement de la copropriété des Tours Champlain Sud à Surfside, en Floride, en 2021.L'intrusion de l'eau de mer modifie les écosystèmes, créant forêts fantômes à mesure que les arbres meurent et que les marais se déplacent vers l'intérieur des terres.

Gestion intelligente peut faire basculer la bascule vers la mer.Limiter l’extraction des eaux de surface et le pompage des eaux souterraines, ou injecter des eaux usées traitées dans des aquifères vulnérables, peut augmenter la force de poussée contre l’intrusion d’eau salée.

Construire digues ou maintenir systèmes de dunes sains peut également aider à retenir l’eau de mer, bien que ces approches protègent uniquement contre les inondations et les infiltrations d’eau salée en surface, et non sous terre.Le pompage des eaux souterraines salées ou l’installation de barrières souterraines peuvent empêcher l’eau salée plus profonde de se déplacer vers l’intérieur des terres.

Il est préférable d’être proactif, car une fois que les eaux souterraines sont contaminées, il est difficile d’éliminer le sel.Si l'eau salée pénètre à l'intérieur des terres, les communautés peuvent gérer la qualité de l'eau en construisant des usines de dessalement et passer à des cultures tolérantes au sel.

Une autre option consiste à laisser la nature suivre son cours.Permettre aux marais de migrer vers l’intérieur des terres peut compenser les pertes sur le littoral à mesure que le niveau de la mer augmente.Cela préserve les habitats critiques, améliore la protection contre les inondations et stocke le carbone à des taux élevés. dépassant de loin la plupart des écosystèmes terrestres – freiner l’accélération du changement climatique.