Le réchauffement et la perte de neige augmentent la dépendance à d’anciennes nappes phréatiques dans une tête de bassin du fleuve Colorado

Pourquoi l’eau de montagne vous concerne

De nombreuses villes et exploitations agricoles de l’Ouest américain dépendent d’une eau qui prend naissance sous forme de neige en haute altitude dans les Rocheuses. Cette étude se demande ce qu’il advient de cet approvisionnement en eau lorsque les hivers se réchauffent et que les enneigements diminuent dans les têtes de bassin du fleuve Colorado, un fleuve qui alimente des dizaines de millions de personnes. En examinant non seulement la neige et les cours d’eau, mais aussi les nappes phréatiques cachées profondément dans les montagnes, les chercheurs montrent que la sécurité hydrique future pourrait dépendre d’eaux très anciennes stockées sous terre.

Des sommets enneigés comme châteaux d’eau naturels

Les massifs montagneux fonctionnent comme des châteaux d’eau naturels, stockant la neige hivernale et la restituant lentement sous forme d’eau de fonte qui alimente les rivières au printemps et en été. Dans le bassin versant de l’East River, au Colorado, source importante pour le Colorado, des observations à long terme ont montré de fortes fluctuations annuelles de l’enneigement, mais on savait étonnamment peu de choses sur les nappes souterraines en dessous. De nouvelles mesures sur une ligne de puits ont révélé deux indices importants : les nappes phréatiques ont reculé sur plusieurs années, même lorsque la neige variait beaucoup, et une partie de ces eaux souterraines a des âges allant de plusieurs décennies à plusieurs millénaires. Cela soulève une question pressante : ces vieilles eaux soutiennent-elles discrètement le débit des rivières lors des années pauvres en neige, et comment cela pourrait-il évoluer avec le réchauffement climatique ?

Simuler un avenir plus chaud

Pour répondre, l’équipe a utilisé un modèle informatique sophistiqué reliant la neige, le sol, la roche, la végétation et les cours d’eau sur l’ensemble du bassin versant. Ils ont simulé sept années hydrologiques récentes sous les conditions météorologiques observées, puis exécuté deux scénarios « et si » où la température de l’air était augmentée de 2,5 et 4 degrés Celsius tout en conservant les mêmes totaux de précipitations. Un air plus chaud a signifié que davantage de perturbations hivernales tombaient sous forme de pluie plutôt que de neige, la fonte intervenait plus tôt et la végétation renvoyait plus d’eau vers l’atmosphère. Le modèle a suivi non seulement où allait l’eau, mais aussi depuis combien de temps elle était souterraine en suivant des millions de parcelles d’eau virtuelles depuis la pluie ou la neige jusqu’au fleuve en traversant le sous-sol.

Les nappes cachées, stabilisatrices discrètes

Les simulations ont montré que les nappes phréatiques sont loin d’être un réservoir statique. Sur la période de sept ans, le stockage total en nappes a décliné régulièrement, et ce déclin s’est accentué dans les scénarios les plus chauds. Pourtant, les nappes ont joué un rôle stabilisateur pour la rivière : les contributions d’eaux très anciennes au débit sont restées presque constantes dans le temps, tandis que les nappes plus jeunes et le ruissellement de surface variaient fortement selon les années. Lors de la plus faible année d’enneigement de l’étude, la rivière affichait en réalité l’une de ses efficacités de ruissellement les plus élevées, car les nappes ont drainé vers le cours d’eau pour compenser la perte de fonte des neiges. Autrement dit, la rivière s’est appuyée davantage sur des eaux stockées de longue date pour maintenir son écoulement quand les apports frais de neige faisaient défaut.

Le réchauffement change l’origine et l’âge de l’eau fluviale

À mesure que les températures augmentaient dans les expériences du modèle, davantage de pluie hivernale et une fonte précoce ont brièvement élevé les niveaux phréatiques chaque année, mais ce coup de pouce ne durait que quelques semaines. Sur l’ensemble de l’année, une évaporation et une consommation végétale plus fortes ont conduit à des niveaux phréatiques finaux plus bas qu’au départ, et cette perte nette est devenue plus sévère aux plus hautes altitudes, au‑dessus d’environ 3 700 mètres. L’âge de l’eau alimentant la rivière a également augmenté : pendant les périodes de faibles débits, l’âge médian des eaux souterraines à l’exutoire du cours d’eau est passé d’environ quatre à six ans dans la simulation de base et jusqu’à huit ans dans le cas le plus chaud. Les nappes d’âge intermédiaire, d’environ un à trois ans, ont diminué le plus rapidement, tandis que la part d’eaux très anciennes dans le débit a légèrement augmenté pour compenser partiellement. Le résultat est moins d’eau totale dans la rivière, mais une part plus importante provenant de réserves plus anciennes et plus profondes.

Qu’est‑ce que cela signifie pour les approvisionnements futurs en eau

Pour les personnes et les écosystèmes en aval, l’étude suggère que les débits actuels des rivières sont discrètement subventionnés par des nappes phréatiques anciennes qui sont exploitées et pas entièrement reconstituées. À mesure que les enneigements diminuent et que le réchauffement se poursuit, les nappes d’altitude élevée semblent particulièrement vulnérables, et les années humides pourraient ne pas réussir à recharger totalement ce qui est perdu lors des années sèches. En termes pratiques, les communautés qui dépendent de la fonte des neiges de montagne s’appuient de plus en plus sur d’anciennes réserves souterraines, une stratégie qui ne peut pas durer indéfiniment. Reconnaître et surveiller ce tampon caché des nappes phréatiques sera crucial pour planifier les réservoirs, les droits d’eau et les mesures de conservation dans un avenir où la neige est moins fiable.

Citation: Siirila-Woodburn, E.R., Thiros, N., Newcomer, M. et al. Warming and snow loss increase reliance on old groundwater in a Colorado River headwater. Nat. Geosci. 19, 549–555 (2026). https://doi.org/10.1038/s41561-026-01945-y

Mots-clés: nappes phréatiques de montagne, perte d’enneigement, têtes de bassin du Colorado, changement du débit, réchauffement climatique