Qu'est-ce qu’une eau « vieille » ? Et qu'apprennent les chercheurs sur l'âge de l'eau ?

Plus de 30 000 ans, ou juste quelques années. L'eau peut aussi être « vieille » ou « jeune ». Cela permet aux chercheurs dans le domaine de l'eau de suivre la pollution de l'environnement et de mieux...

Source : science.lu
Publication date : 05/03/2021

Une entreprise luxembourgeoise a mis au point une stratégie publicitaire inhabituelle pour un produit ordinaire. La brasserie extrait l'eau du sous-sol à une profondeur de 317 mètres, en puisant dans un réservoir où elle a été déposée il y a 34 000 ans. L'« eau minérale de l'ère glaciaire » est prête. L'entreprise connaît l'âge exact de l'eau grâce à Laurent Pfister, hydrologue auprès du Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST).

Son équipe a analysé l'eau et peut également confirmer : Comme l'eau n'a pas été exposée à l'influence humaine depuis son dépôt, elle est exempte de polluants tels que le nitrate, contrairement à certaines eaux de surface. Sinon, il reste probablement le marketing pour faire la publicité de l'eau sur son âge avancé : à savoir, la dernière fois qu'elle a été en échange avec l'atmosphère.

Pourquoi les chercheurs datent l'eau

Mais ce que la société utilise ici comme stratégie marketing – la datation de l'eau – est en fait extrêmement important pour des chercheurs comme Laurent Pfister, qui étudient le cycle de l'eau, autrement pour répondre à un large éventail de questions. « Par exemple, si des pesticides s'infiltrent dans le sol et continuent ensuite à s'infiltrer dans les eaux souterraines, vous voulez savoir combien de temps ils y restent et quand les aquifères ont été remplacés par de l'eau nouvelle. »

De plus, pour mieux comprendre les inondations, vous devez connaître l'âge de l'eau qui les provoque : « Une partie importante des vagues d'inondation lors de fortes pluies est souvent constituée de vieilles eaux. Celle-ci a souvent pénétré dans le sol et contribue à la vague lorsque de l'eau nouvelle y pénètre. C'est un processus qui n'est pas encore bien compris, mais qui peut être déterminé en datant l'eau ».

Méthodes de datation

Les hydrologues comme Laurent Pfister utilisent deux méthodes pour déterminer l'âge de l'eau : D'abord, ils mesurent la « lourdeur » de l'eau. L'eau est constituée d'hydrogène (H) et d'oxygène (O). Mais il existe différentes sortes de H et O (par exemple 16O ou 18O, qui sont appelés isotopes. Les différents isotopes ont des masses atomiques différentes. Les chercheurs peuvent les mesurer et ainsi déterminer si l'eau est « lourde » ou « légère ».

Selon la période de l'année où l'eau est arrivée sous terre, elle est un peu plus lourde ou plus légère. En effet, en été, lorsque les températures sont plus élevées, une plus grande quantité d'eau légère s'évapore à la surface et l'eau lourde sur le plan isotopique reste et finit par percoler. À partir de là, les chercheurs peuvent reconstituer de courtes périodes de temps et la saisonnalité.

Pendant de plus longues périodes, ils mesurent les produits de désintégration radioactifs dans l'eau. En utilisant la méthode du 14C (datation au radiocarbone) et le CO2 dissous dans l'eau sous forme d'acide carbonique, l'eau de la brasserie, par exemple, peut être datée de l'ère glaciaire. Un autre « marqueur » pour des périodes moyennes à longues est, par exemple, le tritium (3H, hydrogène « super lourd »), qui a été libéré lors des essais d'armes nucléaires dans les années 1950.

Ouverture sur le passé

Le travail avec les isotopes fournit également aux chercheurs des aperçus passionnants sur les processus du passé, comme le rapporte Laurent Pfister : Il y a plusieurs centaines d'années, lorsqu'aucun hydrologue n'observait le débit des rivières, il y avait déjà des témoins silencieux : les mollusques du lit de la rivière  fabriquaient différents isotopes dans leur coquille, selon la quantité et la composition de l'eau. Avec leur aide, M. Pfister et ses collègues tentent maintenant de reconstituer les inondations et les sécheresses du passé – la manière dont cela s'est passé devient de plus en plus pertinente car le débit des rivières devient chaque année plus imprévisible en raison du changement climatique.

Tim Haarmann

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