Le secret des ruisseaux de montagne : d'où vient leur eau en été ?

Ces petits ruisseaux qui font les grandes rivières

Quand on regarde les montagnes de loin, on voit de fins filets d’eau qui descendent tranquillement. Ces petits ruisseaux, qu’on appelle les cours d’eau d’amont, semblent bien inoffensifs. Pourtant, ce sont eux qui donnent naissance aux grands fleuves. Dans des régions comme les Rocheuses, ils représentent plus de 70 % de tout le réseau fluvial ! C’est grâce à eux que les villes en aval ont de l’eau et que les poissons, les insectes et les plantes peuvent survivre.

Le truc, c’est que la plupart des gens ne voient jamais ces ruisseaux de près. Même les scientifiques ont du mal à les étudier. Beaucoup ne sont pas du tout surveillés, et on ne comprend pas encore tout à fait comment l’eau y circule. Chaque printemps, la fonte des neiges envoie une énorme quantité d’eau vers le bas. Mais dès que la chaleur de l’été arrive, la pluie s’évapore ou est absorbée par les plantes. Alors, une question simple se pose : qu’est-ce qui continue d’alimenter ces ruisseaux une fois la neige fondue ?

Le mystère de l’eau cachée sous terre

Pour comprendre, il faut regarder sous la surface. C’est là que se cache une grande partie de la réponse. Une équipe de chercheurs, dont fait partie Lijing Wang, professeure à l’Université du Connecticut, a voulu percer ce mystère. Comment l’eau est-elle stockée sous terre et comment se libère-t-elle bien après la fonte des neiges ?

« On sait que ça vient d’une source cachée, le sous-sol », explique Lijing Wang. « Mais comment cette eau est-elle stockée et libérée ? Qu’est-ce qui est important pour maintenir l’eau en fin de saison dans ces ruisseaux ? ». C’est une question essentielle. Nos communautés dépendent de cette eau de montagne, surtout avec le changement climatique qui modifie les chutes de neige et intensifie les chaleurs d’été. Sans savoir comment fonctionnent ces réserves souterraines, difficile de prévoir la quantité d’eau disponible chaque année.

Une étude au cœur de la montagne

L’équipe s’est penchée sur deux choses principales. D’un côté, la végétation en surface, qui influence la durée de la présence de la neige. De l’autre, la composition du sol et de la roche en dessous, qui détermine comment l’eau est stockée. Pour cela, ils ont eu accès à des données très rares et détaillées, collectées par le Laboratoire national Lawrence Berkeley (LBL).

Les chercheurs ont utilisé ces informations dans un modèle informatique pour tester tout un tas de scénarios. Ils ont ajusté leur modèle jusqu’à ce qu’il corresponde parfaitement aux mesures réelles du débit des cours d’eau, des niveaux d’eau souterraine et de l’épaisseur de la neige. « Nous avions des mesures uniques de la profondeur de la neige grâce à des sondes avec de multiples capteurs de température », précise Lijing Wang. La neige est un bon isolant, donc en mesurant la température à différentes profondeurs, ils pouvaient savoir exactement quand elle fondait.

Le rôle secret des forêts de sapins

Première découverte : la végétation a son mot à dire. Dans les zones où poussent des conifères, comme les sapins, la neige fondait une à deux semaines plus tard que dans les zones couvertes d’arbustes ou d’herbe, même à la même altitude. C’est assez logique, finalement. Les arbres font de l’ombre.

Mais ce n’est pas tout. Le modèle a montré que ces forêts de conifères agissent un peu comme une éponge. Elles ralentissent la libération de l’eau de la neige fondue. Au lieu que tout dévale d’un coup, l’eau est libérée plus progressivement, ce qui prolonge le débit du ruisseau. Madame Wang a souligné que couper ces forêts pourrait complètement perturber cet équilibre naturel si précieux.

La surprenante « deuxième vague » d’eau

En analysant les données sur l’eau souterraine, les chercheurs ont remarqué quelque chose de vraiment étrange, de totalement inattendu. « On s’attendait à voir un seul pic du niveau de l’eau souterraine, au moment où la fonte des neiges la recharge au maximum », raconte-t-elle. « Mais plus tard dans la saison, on a vu un deuxième pic très intéressant dans nos puits de surveillance. » Un deuxième pic ? Comment était-ce possible ?

Pour comprendre, l’équipe a testé différentes configurations de roches souterraines dans son modèle. Et ils ont trouvé l’explication. Sur ce versant de montagne, il y a une couche de roche (granodiorite) sur le dessus, et une autre, moins perméable (schiste de Mancos), en dessous. La transition entre les deux crée un blocage. « C’est comme une baignoire en haut de la pente ; la fonte des neiges la remplit. Une fois qu’il y a trop de pression et qu’elle déborde, la transition ne peut plus retenir l’eau. Le deuxième pic, c’est l’eau qui déborde », explique Lijing Wang. Une sorte de trop-plein naturel.

Ce que ces petits ruisseaux nous apprennent pour l’avenir

Alors voilà, l’histoire est complète. Le débit d’eau en fin de saison dépend de plusieurs choses : la manière dont les arbres ralentissent la fonte des neiges, la capacité du sous-sol à stocker cette eau comme dans une baignoire, et enfin, la facilité avec laquelle l’eau peut s’infiltrer à travers la roche pour rejoindre le ruisseau. Même si beaucoup d’eau est stockée, si la roche est trop imperméable, l’eau reste coincée et le ruisseau s’assèche.

Ces découvertes sont précieuses. Elles permettent aux spécialistes d’affiner leurs modèles pour mieux prévoir la quantité d’eau dont nous disposerons. L’équipe de Lijing Wang travaille maintenant à améliorer ce modèle pour pouvoir l’utiliser dans des endroits moins étudiés. Elle explore même comment l’intelligence artificielle pourrait aider à faire ces simulations complexes à moindre coût. Car comme elle le dit si bien : « Nous avons tellement de ces petits ruisseaux… il est impossible de tous les surveiller de manière intensive. Nous avons besoin de nouvelles méthodes pour mieux prédire l’avenir de ces sources d’eau essentielles. »

Selon la source : earth.com

Ce contenu a été créé avec l’aide de l’IA.

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