Scientists tap ‘secret’ fresh water under ocean, raising hopes for a thirsty world

À bord du lifting Robert, Atlantique Nord – Au plus profond du passé de la Terre, un paysage glacé est devenu un paysage marin alors que la glace fondait et que les océans se sont élevés à ce qui est maintenant le nord-est des États-Unis. Il y a près de 50 ans, un navire du gouvernement américain à la recherche de minéraux et d’hydrocarbures dans la zone a été foré dans le fond marin pour voir ce qu’il pourrait trouver.

Il a trouvé, de toutes choses, des chutes à boire sous les profondeurs saumâtres – l’eau douce.

Cet été, une première expédition mondiale de recherche mondiale a suivi cette surprise. Forage pour l’eau douce sous l’eau salée au large de Cape Cod, Expedition 501 a extrait des milliers d’échantillons de ce qui est maintenant considéré comme un aquifère massif et caché s’étendant du New Jersey jusqu’au nord que le Maine.

Ce n’est qu’un des nombreux dépositaires de «l’eau douce secrète» connue pour exister dans des eaux de sel peu profondes du monde entier qui pourraient un jour être exploitées pour élaborer la soif d’intensification de la planète, a déclaré Brandon Dugan, le co-chef de l’expédition.

“Nous devons rechercher toutes les possibilités que nous avons pour trouver plus d’eau pour la société”, a déclaré Dugan, géophysicien et hydrologue à la Colorado School of Mines, a déclaré aux journalistes de l’Associated Press qui ont récemment passé 12 heures sur la plate-forme de forage. Les équipes de recherche ont regardé «l’un des derniers endroits où vous chercheriez probablement de l’eau fraîche sur Terre».

Ils l’ont trouvé et analyseront près de 50 000 litres (13 209 gallons) dans leurs laboratoires dans le monde dans les prochains mois. Ils ont lieu pour résoudre le mystère de ses origines – que l’eau provient des glaciers, des systèmes d’eau souterraine connectés sur terre ou une combinaison.

Le potentiel est énorme. Il en va de même pour les obstacles de sortir l’eau et de déroutant qui le possède, qui l’utilise et comment l’extraire sans nuire indu à la nature. Il faut des années pour ramener cette eau à terre pour un usage public de manière importante, si elle est même possible.

Pourquoi essayer? En seulement cinq ans, dit l’ONU, la demande mondiale d’eau douce dépassera les fournitures de 40%. L’augmentation des niveaux de mer du climat du réchauffement est en aigres des sources côtières d’eau douce tandis que les centres de données qui alimentent l’IA et le cloud computing consomment de l’eau à un rythme insatiable.

La légendaire complainte du marin ancien, «l’eau, l’eau, partout, ni aucune goutte à boire», se profile comme un avertissement aux propriétaires ainsi qu’aux marins sur les mers salées.

Rien qu’en Virginie, un quart de toute la puissance produite dans l’État va aux centres de données, une action qui devrait presque doubler en cinq ans. Selon certaines estimations, chaque centre de données de taille moyenne consomme autant d’eau que 1 000 ménages. Chacun des États des Grands Lacs a connu des pénuries des eaux souterraines.

Le Cap, en Afrique du Sud, est venu dangereusement près de manquer d’eau douce pour ses près de 5 millions de personnes en 2018 lors d’une sécheresse épique de trois ans. On pense que l’Afrique du Sud a également une bonanza côtière sous-marine en eau douce, et il existe au moins des preuves anecdotiques que chaque continent peut avoir la même chose.

L’île du Prince Edward du Canada, Hawaï et Jakarta, en Indonésie, sont parmi les endroits où les approvisionnements en eau douce stressés coexistent avec des aquifères potentiels sous l’océan.

Entrez Expedition 501, une collaboration scientifique de 25 millions de dollars de plus d’une douzaine de pays soutenus par la National Science Foundation du gouvernement américain et le Consortium européen pour le forage de recherche sur l’océan (monnaie américaine pour elle a été obtenue avant les coupes budgétaires recherchées par l’administration Trump).

Les scientifiques sont entrés dans le projet croyant que l’aquifère sous-marin qu’ils échantillonnent pourrait être suffisant pour répondre aux besoins d’une métropole de la taille de New York pendant 800 ans. Ils ont trouvé de l’eau fraîche ou presque fraîche à des profondeurs plus élevées et inférieures sous le fond marin que prévu, suggérant un approvisionnement plus important que cela.

Leur travail en mer s’est déroulé sur trois mois à partir de Silvatboat Robert, un navire océanique qui, une fois sur place, abaisse trois énormes piliers vers le fond marin et les squats au-dessus des vagues. Normalement, il dessert les sites de pétrole offshore et les parcs éoliens. Cette mission de foret-baby-drill était différente.

“On sait que ces phénomènes existent à la fois ici et ailleurs dans le monde”, a déclaré le directeur de projet Expedition 501, Jez Everest, un scientifique venu de la British Geological Survey à Édimbourg, en Écosse, à propos de l’eau sous-marine. “Mais c’est un sujet qui n’a jamais été directement étudié par aucun projet de recherche dans le passé.”

Par cela, il veut dire que personne à l’échelle mondiale n’avait percé systématiquement dans le fond marin en mission pour trouver de l’eau douce. L’expédition 501 était littéralement révolutionnaire – elle a pénétré la terre sous la mer par jusqu’à 1 289 pieds ou près de 400 mètres.

Mais il a suivi un projet de recherche de 2015 qui a cartographié les contours d’un aquifère à distance, en utilisant la technologie électromagnétique, et à peu près la salinité estimée de l’eau en dessous.

Cette mission, par la Woods Hole Oceanographic Institution et Lamont-Doherty Earth Observatory à l’Université de Columbia, a rapporté des preuves d’un «système d’aquifère offshore massif» dans ce domaine, éventuellement rivalisant avec la taille des plus grandes américaines – l’aquifère Ogallala, qui fournit l’eau à des parties de huit grands États de Plains.

Deux développements en 1976 avaient suscité un intérêt à rechercher une eau douce sous-marine.

Au milieu de l’île de Nantucket, l’US Geological Survey a bien percé un test pour voir jusqu’où les eaux souterraines sont allées. Il a extrait de l’eau douce de si belles profondeurs qu’elle a fait que les scientifiques se demandaient si l’eau venait de la mer, pas du ciel.

La même année, cette agence fédérale a monté une expédition de 60 jours à bord de la conception Glomar du navire de forage le long d’une vaste étendue du plateau continental de la Géorgie à Georges Bank au large de la Nouvelle-Angleterre. Il a percé des noyaux à la recherche des ressources du sous-set, comme le méthane.

Il a trouvé une quantité révélatrice d’eau fraîche ou rafraîchie dans le forage après forage.

Cela a préparé le terrain aux demandeurs d’eau pour faire leur travail un demi-siècle plus tard.

Peu de temps après, Robert est arrivé sur le premier des trois sites de forage le 19 mai, des échantillons prélevés en dessous de la salinité enregistrée au fond marin de seulement 4 parties pour mille. C’est bien en dessous de la teneur moyenne en sel des océans de 35 parties pour mille mais encore trop saumâtre pour respecter la norme américaine en eau douce de moins de 1 partie pour mille.

“Quatre parties pour mille ont été un moment d’Eureka”, a déclaré Dugan, car la constatation suggère que l’eau devait être connectée à un système terrestre dans le passé, ou l’est toujours.

Au fil des semaines et que Robert se déplaçait de site à site de 20 à 30 miles (30 à 50 kilomètres) au large des côtes, le processus de forage dans les sédiments sous-marins gorgés a donné une collection d’échantillons à 1 partie pour mille teneur en sel. Certains étaient encore plus bas.

Bingo. C’est ce que vous trouvez dans de nombreux plans d’eau douce sur terre. C’est de l’eau que vous pouvez boire, en théorie. Personne ne l’a fait.

En mois d’analyse à venir, les scientifiques étudieront une gamme de propriétés de l’eau, y compris ce que les microbes vivaient dans les profondeurs, ce qu’ils ont utilisé pour les nutriments et les sources d’énergie et les sous-produits qu’ils pourraient générer; En d’autres termes, que l’eau soit sûre à consommer ou à utiliser autrement.

“Il s’agit d’un nouvel environnement qui n’a jamais été étudié auparavant”, a déclaré Jocelyne Diuggero, biologiste de l’Université Johns Hopkins à Baltimore qui étudie l’écologie microbienne des environnements extrêmes et n’est pas impliqué dans l’expédition.

“L’eau peut contenir des minéraux nuisibles à la santé humaine car il a percolé à travers des couches de sédiments”, a-t-elle déclaré. «Cependant, un processus similaire forme les aquifères terrestres que nous utilisons pour l’eau douce, et ceux-ci ont généralement une qualité de très haute qualité.»

En séquençant l’ADN extrait de leurs échantillons, a-t-elle dit, les chercheurs peuvent déterminer quels micro-organismes sont là et «apprendre comment ils gagnent potentiellement leur vie».

Les techniques seront également utilisées pour déterminer si elle provenait de la glace glaciaire fondre il y a des milliers d’années ou qu’il arrive via des formations géologiques labyrinthiennes de la terre.

Les chercheurs remontent à l’eau dans le laboratoire, et qui sera essentiel pour déterminer s’il s’agit d’une ressource renouvelable qui pourrait être utilisée de manière responsable. L’eau primordiale est piégée et finie; L’eau plus récente suggère que l’aquifère est toujours connecté à une source terrestre et est rafraîchi, aussi lentement.

“Le plus jeune signifie que c’était une goutte de pluie il y a 100 ans, il y a 200 ans”, a déclaré Dugan. “Si jeune, c’est se recharger.”

Ces questions concernent la science fondamentale. Pour la société, toutes sortes de questions complexes surviennent si la science fondamentale affirme les conditions nécessaires à l’exploitation de l’eau. Qui le gérera? Peut-il être pris sans risque inacceptable de contaminer l’approvisionnement de l’océan au-dessus? Sera-t-il moins cher ou plus amical plus amical que les usines de dessalement énergique d’aujourd’hui?

Dugan a déclaré que si les gouvernements décidaient d’obtenir l’eau, les communautés locales pouvaient se tourner vers les aquifères en cas de besoin, comme la sécheresse, ou lorsque des tempêtes extrêmes inondent les réserves d’eau douce et les ruinent. La notion d’utiliser réellement cette vieille eau enterrée est si nouvelle qu’elle n’a pas été sur le radar de nombreux décideurs ou écologistes.

“C’est une leçon sur la durée de la durée pour faire bouger ces choses et la persévérance qui est nécessaire pour y arriver”, a déclaré le géophysicien de Woods Hole Rob Evans, dont l’expédition de 2015 a aidé à ouvrir la voie à 501. “Il y a une tonne d’excitation qui, enfin, ils ont des échantillons.”

Pourtant, il voit quelques drapeaux rouges. La première est que le tapotement des aquifères sous-marins pourrait éloigner l’eau des réserves à terre. Un autre est que les eaux souterraines sous-marines qui s’infiltrent vers le fond marin peuvent fournir des nutriments vitaux à l’écosystème, et cela pourrait être bouleversé.

“Si nous devions sortir et commencer à pomper ces eaux, il y aurait presque certainement des conséquences imprévues”, a-t-il déclaré. “Il y a beaucoup d’équilibre que nous devions considérer avant de commencer à plonger et à former et à exploiter ce genre de choses.”

Pour la plupart dans le projet, se rendre à et depuis le lifting Robert signifiait un voyage de sept heures ou plus de Fall River, Massachusetts, sur un bateau d’approvisionnement qui a fait des aller-retour tous les 10 jours pour reconstituer les stocks et faire tourner les gens.

Sur la plate-forme, 24 heures sur 24, la raquette de tuyaux et de machines d’alésage métallique, la crasse de forage et la boue mouchetée se sont mêlées au travail plus silencieux et plus propre des scientifiques des bandes-annonces converties en laboratoires vierges et en messages de traitement.

Là, les échantillons ont été traités en fonction des besoins variables des géologues, des géochimistes, des hydrologues, des microbiologistes, des sédimentologues et plus encore de l’expédition, des géochimistes, des hydrologues.

En passant par des tubes en plastique transparent, Muck a été tranché dans des disques comme des rondelles de hockey. Les machines ont supprimé l’eau. Certains échantillons ont été maintenus scellés pour permettre l’étude des gaz anciens dissous dans l’eau. D’autres échantillons ont été congelés, filtrés ou laissés tels quels, selon l’objectif.

Après six mois d’analyse en laboratoire, toutes les équipes scientifiques de l’expédition 501 se réuniront à nouveau – cette fois en Allemagne pour un mois de recherche collaborative qui devrait produire des résultats initiaux qui indiquent l’âge et l’origine de l’eau.

Le 31 juillet, le lifboard Robert a monté les jambes de ce lieu d’eau cachée pour mettre fin à une mission qui a prêté à un autre passage de «The Rime of the Ancient Mariner», le poème classique de Samuel Taylor Coleridge sur la vie, la mort et les mystères en mer.

Dans un prélude au poème, dans certaines éditions, Coleridge a écrit: “Je crois facilement qu’il y a plus d’invisible que la nature visible dans l’univers.”

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Woodward a rendu compte de Seekonk, Massachusetts.

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