La vie dans l’océan dépend de la lumière. Elle alimente la photosynthèse, façonne les réseaux trophiques et détermine où de nombreuses espèces marines peuvent vivre. Peu à peu, cette lumière s’estompe. Depuis le début des années 2000, plus d’un cinquième des océans mondiaux s’est assombri à mesure que les sédiments, les nutriments et les matières organiques troublent de plus en plus les eaux côtières, suscitant des inquiétudes quant à l’avenir des récifs, des forêts de kelp et des prairies sous-marines. Aussi alarmante que soit cette situation, se concentrer uniquement sur l’assombrissement progressif pourrait faire oublier l’aspect le plus néfaste pour l’écologie.
Notre étude récemment publiée présente le phénomène des « vagues sombres marines » : des épisodes soudains et intenses d’obscurité sous-marine qui peuvent durer de quelques jours à plusieurs mois et soumettre les écosystèmes marins à un stress aigu.
Ces épisodes d’obscurité sont souvent déclenchés par des tempêtes, des inondations, des panaches de sédiments ou des proliférations d’algues. Tout comme les vagues de chaleur marines, ces épisodes courts et intenses peuvent être tout aussi perturbateurs sur le plan écologique que les tendances lentes et à long terme.
Article écrit par François Thoral, Christopher Battershill, David R Schiel et Shinae Montie et publié par The Conversation.
Photo de couverture : Surfeurs pris dans une vague marine sombre. Jean Thoral, CC BY-NC-SA
Pourquoi la lumière est-elle importante sous l’eau ?
Lorsque la luminosité dans l’océan diminue soudainement, même pendant quelques jours seulement, les écosystèmes marins peuvent en souffrir. Une obscurité prolongée peut ralentir la croissance, réduire les réserves d’énergie et, dans les cas graves, entraîner le dépérissement ou la mortalité.
Les poissons, les requins et les mammifères marins peuvent également modifier leur comportement lorsque la visibilité diminue, ce qui altère leurs habitudes alimentaires et leurs schémas de déplacement.
Jusqu’à présent, les scientifiques ont étudié des moyens de suivre l’assombrissement côtier à long terme, mais ils ne disposaient pas d’une méthode cohérente pour identifier, mesurer et comparer les événements extrêmes de perte de lumière à court terme entre les régions et les profondeurs.
En d’autres termes, nous savions que ce phénomène existait, mais nous n’avions pas de langage commun pour le définir et le décrire. Avec les vagues sombres marines, nous disposons désormais d’un cadre basé sur les événements pour les obscurités sous-marines extrêmes.
Les vagues sombres se produisent lorsque la lumière sous-marine tombe en dessous d’un seuil spécifique à la profondeur pendant une durée minimale, par rapport à ce qui est normalement attendu à cet endroit. Cela permet aux scientifiques d’identifier le moment où les conditions passent de simplement faibles à inhabituellement sombres.
Il est important de noter que ce cadre fonctionne à différentes profondeurs, où les conditions d’éclairage varient naturellement, à l’échelle locale ou régionale, des récifs côtiers à l’ensemble des côtes, et à partir de multiples sources de données, notamment des capteurs de lumière et des observations satellitaires.
Sa cohérence permet une comparaison significative d’événements qui étaient auparavant difficiles à replacer dans un contexte plus large.
Ce que nos recherches ont révélé
Notre étude s’est appuyée sur des ensembles de données à long terme provenant des deux hémisphères, dans des régions côtières très différentes.
En Californie, 16 années de mesures de la lumière sous-marine ont révélé des événements répétés de vagues sombres, dont certains ont duré plusieurs semaines. En Aotearoa Nouvelle-Zélande, dix années de données de surveillance provenant du golfe de Hauraki, à Auckland, ont montré des baisses rapides de la lumière sous-marine pendant les tempêtes, à des profondeurs de 7 et 20 mètres.
Les données satellitaires remontant à 21 ans ont révélé une tendance plus générale. Le long de la côte est de la Nouvelle-Zélande, jusqu’à 80 vagues sombres marines se sont produites depuis 2002, la plupart liées à des tempêtes et à des panaches de sédiments provenant des rivières.
Le cyclone Gabrielle en 2023 en a fourni un exemple frappant. La tempête a déversé d’énormes quantités de sédiments dans les eaux côtières, étouffant de nombreux récifs et créant une obscurité sous-marine prolongée sur de vastes zones.
À certains endroits, les fonds marins n’ont reçu pratiquement aucune lumière pendant plusieurs semaines.
Les moyennes à long terme sont importantes, mais elles peuvent masquer les événements qui causent les dommages écologiques les plus importants.
Tout comme une seule vague de chaleur marine peut dévaster les forêts de kelp et les récifs coralliens, une seule vague noire marine peut réduire considérablement la photosynthèse et perturber les écosystèmes déjà mis à mal par le réchauffement, l’acidification et la pollution par les nutriments.
Le changement climatique est susceptible d’augmenter la fréquence et l’intensité de ces événements. Des précipitations plus abondantes, des tempêtes plus violentes et une utilisation plus intensive des terres augmentent toutes les quantités de sédiments et de matières organiques qui se déversent dans les eaux côtières, réduisant ainsi la clarté de l’eau et la disponibilité de la lumière.
Notre cadre permet d’identifier les périodes distinctes au cours desquelles les seuils de lumière critiques pour le fonctionnement des écosystèmes sont dépassés.
Un nouvel outil – et une source d’espoir
Le cadre de surveillance des vagues sombres marines complète les outils existants utilisés pour suivre les vagues de chaleur marines, la désoxygénation et l’acidification des océans.
En se concentrant sur les phénomènes extrêmes, il fournit des informations plus claires sur le stress aigu subi par les écosystèmes côtiers. En Nouvelle-Zélande en particulier, ces informations sont de plus en plus importantes pour les iwi (tribus) et les hapū (sous-tribus), les communautés côtières, les groupes de conservation et les gestionnaires de l’environnement qui prennent des décisions concernant l’utilisation des terres, la restauration et la protection marine.
Des travaux de surveillance connexes sont déjà en cours dans certaines régions de Nouvelle-Zélande, où des réseaux de capteurs étendus permettent de relier les processus terrestres aux changements de la lumière sous-marine, et de les relier à leur tour aux changements écologiques sur les récifs côtiers.
En fin de compte, les vagues sombres marines nous rappellent que l’océan ne change pas toujours lentement. Parfois, il change brusquement et silencieusement si nous n’y prêtons pas attention.
Il y a également lieu d’être prudemment optimiste. De nombreuses vagues sombres marines sont causées par des connexions entre la terre et la mer, leur fréquence et leur intensité ne sont donc pas inévitables.
La réduction du ruissellement des sédiments grâce à des solutions fondées sur la nature, telles que la restauration des zones humides, la stabilisation des berges, l’amélioration des techniques de récolte des forêts exotiques et la replantation de forêts indigènes dans les bassins versants vulnérables, peut directement augmenter la clarté de l’eau et la lumière sous-marine.
Comprendre les vagues sombres marines ne consiste pas seulement à détecter les changements, mais aussi à identifier des moyens pratiques de protéger les écosystèmes côtiers avant que l’obscurité ne s’installe davantage.
Auteurs : François Thoral, Postdoctoral Research Fellow in Marine Ecology, University of Waikato; Christopher Battershill, Professor in Coastal Science, University of Waikato; David R Schiel, Distinguished Professor in Marine Science, University of Canterbury et Shinae Montie, Postdoctoral Research Fellow, The University of Western Australia
Les auteurs remercient Rahera Ohia, Ngāti Pūkenga, Jean Thoral, Leigh Tait et Cassandre Villautreix pour leur contribution.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.