CE Qu’Il Faut Savoir
Des chercheurs éthiopiens ont découvert que les pluies saisonnières influencent la croûte terrestre, provoquant des mouvements verticaux. Cette étude, publiée dans le “Journal of African Earth Sciences”, démontre que l’eau accumulée pendant la saison des pluies entraîne un léger affaissement de la croûte, suivi d’un rebond après évaporation.
Africa. Il a longtemps été cru que la croûte terrestre était solide et insensible aux événements qui se produisent à sa surface. Cependant, ce qui se passe en Éthiopie apporte une nouvelle preuve scientifique que la croûte est un entité flexible qui réagit aux variations de charge à sa surface, qu’il s’agisse de glace, d’océans ou de pluies saisonnières.
Cette phénomène a déjà été observé dans des zones de fonte des glaces au Canada et en Scandinavie, ainsi que dans de grands bassins fluviaux comme l’Amazone. Toutefois, l’observation de ce phénomène en Éthiopie a constitué un défi scientifique majeur, en raison de la localisation du pays dans une région tectoniquement active, le Grand Rift africain, où les signaux générés par l’eau se mêlent aux effets des tremblements de terre, des failles et des volcans.
C’est pourquoi séparer l’effet des pluies de ces activités tectoniques complexes a été une tâche extrêmement difficile, que l’équipe de recherche de la Faculté des sciences naturelles et informatiques de l’Université de Mada Walabu en Éthiopie, dirigée par le professeur adjoint Dr. Abdisah Kawo Kogi, a réussi à accomplir. Les résultats de cette réalisation ont été annoncés dans une étude publiée dans le “Journal of African Earth Sciences”.
Dr. Kawo Kogi explique le phénomène par une analogie simple, déclarant dans des propos exclusifs: “Si nous imaginons la croûte terrestre comme un matelas en mousse, et que les eaux saisonnières sont une personne qui s’assoit ou se lève, pendant la saison des fortes pluies, les rivières, les lacs, le sol et les eaux souterraines se remplissent, augmentant la masse d’eau au-dessus de la croûte, ce qui entraîne un léger affaissement (dépression). Après la saison des pluies, l’eau commence à s’infiltrer, à s’évaporer ou à s’écouler, réduisant le poids au-dessus de la croûte, qui rebondit alors à nouveau (élévation élastique).”
Ce processus est scientifiquement connu sous le nom de “charge élastique de masse de surface”, où la lithosphère terrestre se comporte comme une plaque élastique reposant sur un manteau visqueux et élastique. Selon ce concept, tout changement temporel dans la masse présente à la surface de la terre, comme les pluies, l’accumulation d’eau de surface, l’humidité du sol et la recharge des eaux souterraines, entraîne des réponses élastiques correspondantes dans la croûte terrestre.
Quand se produit le phénomène?
Ces changements se produisent en Éthiopie pendant la saison des pluies, où un puissant système de pluie saisonnière prédomine, notamment pendant les saisons de Kiremt (juin-septembre) et de Belg (février-mai).
Au cours de ces deux périodes, les fortes précipitations entraînent des augmentations saisonnières significatives des réserves d’eau, remplissant les lacs et les réservoirs, augmentant le débit des rivières, accumulant l’humidité du sol et rechargeant les eaux souterraines.
Cette masse d’eau supplémentaire constitue une charge accrue sur la croûte terrestre, entraînant un léger déplacement vertical vers le bas, bien que limité.
L’étude indique que confirmer que cette dépression – qui ne dépasse pas quelques millimètres – est effectivement causée par les pluies saisonnières n’a pas été une tâche facile. Cependant, la méthodologie utilisée par Kawo Kogi et son équipe, qui reposait sur une analyse conjointe des données du système de positionnement global (GPS) et des données des satellites GRACE, un projet spatial conjoint entre les États-Unis et l’Allemagne pour surveiller les variations de la gravité terrestre, a fourni des preuves concluantes.
Dr. Kawo Kogi déclare: “Les données GPS ont fourni une surveillance quasi instantanée de la réponse de la croûte terrestre après les pluies, car elles mesurent directement le mouvement de la terre à des points fixes, enregistrant toute dépression ou élévation résultant du poids supplémentaire de l’eau très rapidement après sa chute.”
Il ajoute: “En revanche, les satellites GRACE fonctionnent différemment, car ils ne mesurent pas le mouvement de la croûte elle-même, mais surveillent les variations de gravité liées à l’augmentation ou à la diminution de la masse d’eau à grande échelle. Étant donné qu’une grande partie des eaux de pluie nécessite du temps pour s’infiltrer dans le sol, recharger les réservoirs souterrains et s’accumuler dans les bassins d’eau, le signal détecté par ces satellites apparaît généralement après la fin de la saison des pluies, précisément en octobre et novembre, lorsque le processus de stockage de l’eau est complet.”
Trois raisons pour la spécificité du cas éthiopien
Bien que le phénomène soit géologiquement connu, l’impact de l’eau en Éthiopie semble plus fort et plus évident par rapport à d’autres régions du monde, pour trois raisons principales, que Kawo Kogi énumère: l’intensité des pluies saisonnières et leur caractère régulier, l’existence de grands bassins de drainage capables de stocker d’énormes quantités d’eau, et la réponse rapide des eaux souterraines peu profondes aux pluies.
Pour séparer l’effet des pluies saisonnières naturelles de l’impact des activités humaines sur le mouvement de la croûte terrestre, comme la construction du Grand Barrage de la Renaissance éthiopienne, les scientifiques s’appuient sur une combinaison intégrée de surveillance à long terme et de modélisation scientifique.
Dr. Kawo Kogi explique que ce processus “commence par l’étude du comportement de la croûte terrestre pendant les saisons des pluies dans les années précédant toute intervention humaine, afin de déterminer le modèle naturel de mouvement de la terre.”
Il précise: “En utilisant les enregistrements de pluie et les données satellitaires, en particulier celles du satellite GRACE, un ‘ligne de base’ du mouvement saisonnier naturel est tracée, reflétant la réponse attendue de la croûte terrestre à l’augmentation des eaux résultant uniquement des pluies.
Ensuite, ces valeurs de référence sont comparées aux mesures réelles enregistrées par les stations GPS, où tout changement inhabituel – comme une dépression soudaine ou une élévation dépassant les taux normaux – indique des impacts résultant d’activités humaines.”
L’analyse, selon Kawo Kogi, ne se limite pas à la surveillance directe, mais inclut également l’utilisation de modèles hydrologiques simulant le mouvement de l’eau dans le sol et les rivières en fonction des seuls facteurs climatiques. Si les mesures réelles montrent des augmentations de stockage d’eau ou des déformations de la croûte qui ne correspondent pas à ce que ces modèles prévoient, cela constitue un indicateur clair d’une intervention humaine, comme la construction de barrages ou le pompage d’eaux souterraines à grande échelle.
Les chercheurs s’appuient également sur ce que l’on appelle la “signature spatiale” du mouvement terrestre, car les pluies naturelles provoquent des déformations à grande échelle et géographiquement distribuées, tandis que les impacts des activités humaines sont généralement locaux et concentrés, comme c’est le cas dans les zones environnantes du Grand Barrage de la Renaissance.
Dans la phase finale, l’impact attendu de ces activités humaines est calculé et soustrait des mesures GPS, ne laissant que le signal associé aux pluies naturelles.
Dr. Kawo Kogi conclut: “Avec cette méthodologie intégrée, les scientifiques peuvent distinguer avec précision entre le mouvement de la croûte terrestre résultant de processus naturels et celui lié à l’intervention humaine, ce qui fournit une base scientifique importante pour comprendre l’activité tectonique, améliorer la gestion des ressources en eau et évaluer les risques géologiques dans la région.
L’Éthiopie est située dans la région du Grand Rift africain, une zone géologiquement active. Les mouvements de la croûte terrestre dans cette région sont influencés par divers facteurs, notamment les tremblements de terre et les activités volcaniques. Les chercheurs ont longtemps étudié comment les changements environnementaux, comme les précipitations, affectent la géologie locale.
La recherche sur l’impact des pluies sur la croûte terrestre en Éthiopie a été stimulée par la nécessité de comprendre les interactions entre les activités humaines, comme la construction de barrages, et les phénomènes naturels.
