Le Brésil abrite certains des plus grands aquifères du monde, mais bon nombre de ces réserves d’eau souterraine – qui fournissent 55 % de l’eau du pays – ont tellement diminué au cours des 25 dernières années qu’elles sont confrontées à des dommages irréversibles. Cet épuisement des eaux souterraines a été causé par la sécheresse, l’augmentation de l’évaporation de l’eau due à changement climatiqueet le pompage pour la consommation humaine, suggèrent de nouvelles recherches.
La plupart du soja, de la canne à sucre, des oranges et du café – ainsi qu’une grande partie du coton et du maïs – sont cultivés dans les régions où les aquifères sont les plus épuisés, de sorte que la diminution des réserves d’eau souterraine pourrait avoir des répercussions sur les marchés alimentaires du monde entier, y compris aux États-Unis.
Les aquifères épuisés pourraient également effondrer les systèmes fluviaux qui produisent de l’énergie hydroélectrique pour le Brésil, obligeant le pays à se tourner vers le charbon ou la biomasse pour produire de l’électricité, ont déclaré des experts à Live Science.
La diminution des eaux souterraines ne réduira probablement pas la production agricole totale au cours des 10 à 20 prochaines années. « La préoccupation est de savoir ce qui se passera si ces tendances persistent pendant plusieurs décennies », explique le premier auteur de l’étude. Augusto Getiranachercheur au laboratoire des sciences hydrologiques du Goddard Space Flight Center de la NASA, a déclaré à Live Science dans un e-mail. « Le Brésil est l’un des principaux greniers du monde, et sa sécurité en eau a donc des conséquences bien au-delà du pays lui-même. »
Un contraste géographique évident
Le Brésil possède les plus grandes réserves d’eau douce renouvelable au monde, principalement grâce à la Amazone Bassin et son écosystème de forêt tropicale. Cependant, comparé à des pays comme les États-Unis et l’Inde, qui disposent de milliers de sites de mesure des eaux souterraines, le réseau de puits de surveillance du Brésil est extrêmement clairsemé. Par conséquent, pour l’étude, Getirana et ses collègues ont formé intelligence artificielle (IA) pour combler les lacunes des données.
Les chercheurs ont alimenté les modèles de mesures provenant de 398 puits de surveillance, de données satellite montrant de minuscules changements de gravité résultant de changements dans les eaux souterraines et d’informations sur la géologie et la couverture terrestre dans différentes zones, entre autres ensembles de données. AI a reconstruit les changements mensuels du niveau des eaux souterraines entre 2002 et 2023 dans différents aquifères du Brésil avec une résolution d’environ 10 kilomètres, a déclaré Getirana.
« Nous avons ensuite reconstruit les niveaux des eaux souterraines pour estimer la recharge des aquifères – la quantité d’eau qui atteint et reconstitue le système d’eau souterraine – dans tout le pays », a-t-il expliqué.
Les résultats, publiés le 3 juin dans la revue Avancées scientifiquesa montré des pertes d’eau souterraines graves et persistantes dans certaines parties du centre, du nord-est et du sud-est du Brésil, y compris des parties des bassins de São Francisco, du Paraná, de l’Atlantique Sud-Est et de l’Atlantique Est, qui, ensemble, couvrir 760 000 miles carrés (1,97 millions de kilomètres carrés), soit environ 23 %, de la superficie du Brésil.
Certains des aquifères les plus critiques du Brésil sont restés sans recharge pendant des années. En revanche, le bassin amazonien et certaines parties du sud du Brésil n’ont montré aucun changement ou des gains localisés en eaux souterraines imputables aux changements dans les précipitations et aux variations climatiques naturelles, a déclaré Getirana.
« Il n’y a pas de tendance unique pour l’ensemble du pays », a-t-il déclaré. « Nous avons constaté un contraste géographique évident. »
Le changement climatique est le coupable
L’étude n’a pas attribué les changements des eaux souterraines à des pressions spécifiques, mais il ressort clairement des données que les changements climatiques ont joué un rôle majeur dans les tendances observées, a déclaré Getirana. Plusieurs des déclins les plus marqués des aquifères sont survenus après des sécheresses prolongées et des événements climatiques majeurs, comme un El Niño cycle entre 2015 et 2016.
En raison d’une surveillance inégale, il est difficile de démêler et de quantifier les impacts de l’agriculture, de l’industrie et des ménages sur les niveaux des eaux souterraines. Cependant, les résultats ont révélé un chevauchement substantiel entre les pertes d’eau souterraine et les zones à forte irrigation, demandes urbaines et industrielles, exploitation minière, conversion de terres et forte densité de puits, a déclaré Getirana.
« L’interprétation la plus scientifiquement défendable est donc que le climat crée le déficit hydrique sous-jacent, tandis que les changements d’extraction et d’utilisation des terres amplifient probablement son ampleur et sa durée dans les régions fortement exploitées », a-t-il déclaré.
Javier Tomasellaun scientifique environnemental et hydrologue à l’Institut national de recherche spatiale du Brésil qui n’a pas participé à l’étude, a convenu que la principale cause de l’épuisement des aquifères au Brésil est le changement climatique.
« Les sécheresses sont durer plus longtemps et devenir plus intense au Brésil, et cela affecte la majeure partie du pays, en particulier la zone centrale et le nord-est du pays », a déclaré Tomasella à Live Science. Des sécheresses plus sévères réduisent la recharge des eaux souterraines et créent une demande plus élevée en eau, ce qui signifie que les gens extraient davantage des aquifères pendant les périodes de sécheresse. « C’est pourquoi l’impact dans les zones irriguées est beaucoup plus élevé », a-t-il déclaré.
Les résultats suggèrent que si les sécheresses s’intensifient au cours des prochaines décennies, les principales régions agricoles du Brésil pourraient manquer d’eau pour cultiver certaines cultures. Les eaux souterraines constituent un tampon lorsque les précipitations et les ressources en eaux de surface deviennent peu fiables, en particulier pour l’agriculture et l’approvisionnement en eau municipal, a déclaré Getirana.
L’inquiétude n’est pas tant que les aquifères s’assèchent complètement, mais plutôt que les niveaux d’eau chuteront si bas qu’il deviendra trop coûteux de pomper l’eau par rapport aux revenus de la production agricole.
« C’est le même type de progression déjà observé dans des aquifères intensément exploités comme le Hautes plaines et Vallée (Centrale) systèmes aux États-Unis et aquifères aux États-Unis nord de l’Inde et Bangladesh« , a déclaré Getirana. « L’eau ne disparaît pas nécessairement du jour au lendemain ; il devient progressivement plus difficile, moins fiable et plus coûteux d’y accéder. »
Risques liés à la chaîne d’approvisionnement
Les agriculteurs s’adapteront probablement à des réserves d’eau plus réduites en remplaçant les cultures gourmandes en eau, comme le soja, par des cultures moins assoiffées, comme le maïs et le blé, a déclaré Tomasella. Certains peuvent le faire pendant la saison sèche pour économiser l’eau, comme c’est déjà courant dans des régions comme le nord du Paraná qui ont un système de « double récolte ». Mais si les conditions actuelles du marché perdurent, les décisions des agriculteurs sur ce qu’ils veulent cultiver dépendront en fin de compte du montant qu’ils peuvent gagner grâce à leurs cultures tout en couvrant les coûts d’irrigation supplémentaires, a-t-il déclaré.
La production totale de cultures principalement pluviales comme le soja et le maïs ne sera probablement pas affectée de sitôt, mais l’équilibre de ces cultures pourrait changer, a déclaré Tomasella. A l’inverse, la production totale des cultures irriguées comme le café, la canne à sucre et les oranges pourrait diminuer, « mais cela dépend de l’évolution des sécheresses au cours des deux prochaines décennies », a-t-il déclaré.
Les pays qui dépendent des importations alimentaires du Brésil pourraient connaître des ruptures d’approvisionnement, mais l’ampleur de celles-ci est difficile à prévoir. Le pays le plus exposé est probablement la Chine, car elle importe environ 80 % de son soja du Brésil, a déclaré Getirana. Les États-Unis et l’Europe pourraient connaître une baisse des importations de café, de sucre et d’oranges, tandis que l’Asie et le Moyen-Orient pourraient être touchés par le coton et le maïs, a-t-il ajouté.
« Les États-Unis, à eux seuls, dépendent fortement du Brésil pour leurs importations de café et de jus d’orange », a déclaré Getirana.
En supposant que les conditions du marché ne changent pas, il est peu probable qu’il y ait une diminution de la production de viande bovine brésilienne, car la demande de viande bovine est très élevée, a déclaré Tomasella. Au contraire, dit-il, la production de bœuf va augmenter, parce que les agriculteurs brésiliens n’ont pas encore maximisé le nombre de bovins par acre de pâturage. Cependant, le bétail émet d’énormes quantités de méthane, qui est un puissant gaz à effet de serrea-t-il ajouté.
Effets d’entraînement
L’étude a des implications au-delà des impacts agricoles, car les aquifères sont connectés aux systèmes fluviaux. La diminution des eaux souterraines pourrait entraîner l’assèchement des rivières, ce qui affecterait le réseau hydroélectrique du Brésil, qui fournit 60 % de l’électricité du pays, a déclaré Tomasella.
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L’alternative à l’hydroélectricité consiste à brûler des combustibles fossiles et de la biomasse pour produire de l’électricité, a-t-il déclaré. Cela s’accompagne d’énormes émissions de dioxyde de carbone, qui aggraveraient le changement climatique et amplifieraient encore les problèmes d’eau au Brésil.
À court terme, les pertes d’eau souterraine sont plus susceptibles d’affecter l’approvisionnement en eau potable dans les grandes villes brésiliennes comme Rio de Janeiro et São Paulo que d’avoir un impact sur l’agriculture, a noté Tomasella.
« Si les sécheresses s’intensifient, il se peut que vous deviez prendre des décisions très difficiles », a-t-il déclaré. « La vraie question est : « Est-ce la nouvelle norme ? » Si telle est la nouvelle normalité, alors nous sommes dans une situation très difficile. »
