Monde de la physique : les rivières changeantes

Les rivières sont les artères vitales de la Terre : elles transportent l’eau, les poissons et les nutriments nécessaires aux terres agricoles. Chaque jour, quelque 100 000 milliards de litres d’eau provenant des près de trois millions de rivières de la planète se déversent dans les océans. Cependant, la quantité d’eau qui s’écoule et la vitesse à laquelle elle s’écoule de la source à l’embouchure d’une rivière ne sont connues que de manière sélective. Deux chercheurs ont désormais réussi à combler ce manque de connaissances grâce à des données satellitaires et à des modèles de flux. Comme ils le rapportent dans la revue « Science », le comportement des flux a considérablement changé dans le monde entier depuis le milieu des années 1980 – mais en aucun cas de manière uniforme.

“Les rivières réagissent différemment à de nombreux facteurs tels que le changement climatique et l’activité humaine”, explique Dongmei Feng de l’Université de Cincinnati. C’est pourquoi, avec son collègue Colin Gleason de l’Université du Massachusetts à Amherst, elle a analysé comment le comportement d’écoulement des rivières a changé sur des millions de kilomètres, depuis les sources jusqu’à l’embouchure. Pour ce faire, ils ont lié les données satellite disponibles de la période comprise entre 1984 et 2018 à des modèles.

Il s’est avéré que les données concordaient bien avec les mesures de 15 000 stations de jaugeage d’eau dans le monde. Feng et Gleason ont également reconnu deux tendances claires : la quantité d’eau près de l’embouchure de près de la moitié des grands fleuves tels que le Nil, le Gange ou l’Amazone a diminué, tout comme dix pour cent des petits fleuves. En revanche, l’eau coulait beaucoup plus dans 17 pour cent des cours supérieurs des petites rivières, en particulier à proximité des montagnes. Les raisons en sont que la neige y fond davantage et que les précipitations sont plus abondantes dans les régions montagneuses comme les Alpes, l’Himalaya ou les Montagnes Rocheuses.

Des changements aux conséquences graves

Les conséquences sont tout aussi diverses que ces changements : la diminution des quantités d’eau le long des grands fleuves menace l’approvisionnement en eau potable ainsi que la pêche et l’agriculture. De plus, à mesure que le niveau de la mer augmente, l’eau salée de la mer peut pénétrer plus facilement vers les estuaires. Cependant, des courants plus forts dans les cours supérieurs des petites rivières augmentent le risque d’inondation. Selon Feng et Gleason, on peut s’attendre aujourd’hui à 42 % de plus d’« inondations du siècle » le long de ces rivières que dans les années 1980.

Cela a également d’autres conséquences – positives et négatives. Parce que les rivières transportent également des sédiments et des nutriments avec leur eau. Si le comportement du débit change, l’habitat des espèces de poissons migrateurs augmente, par exemple dans la partie supérieure de l’Amazonie. Cependant, si la quantité d’eau entraîne avec elle plus de sable et de débris, davantage de sédiments se déposent – ​​par exemple sur les murs des barrages. Cela met en danger le fonctionnement et l’efficacité des centrales hydroélectriques. Feng et Gleason espèrent donc que leur analyse permettra de mieux planifier et protéger les infrastructures depuis la digue jusqu’à la centrale électrique.