Les vagues de chaleur dans l'océan : un risque pour les écosystèmes ?

Saviez-vous que les vagues de chaleur ne se produisent pas seulement sur la terre ferme, mais aussi dans l'eau de mer ? Nous nous souvenons tous de l'été caniculaire de 2003. Les forêts ont br?lé, les rivières se sont asséchées et plusieurs dizaines de milliers de personnes en Europe ont succombé aux températures extrêmement élevées. [1] Le monde marin et surtout ses habitants souffrent également d'une chaleur extrême. Deux vagues de chaleur exceptionnelles dans l'océan au cours des dernières années ont attiré l'attention des scientifiques. Leurs conséquences se font également sentir à long terme pour l'homme.

Vagues de chaleur dans le nord-est du Pacifique ...

Une bulle d'eau chaude d'une durée inhabituellement longue - surnommée "The Blob" - s'était étendue à la surface de l'eau du Pacifique Nord de l'hiver 2013/2014 à la fin 2015. [2] La bulle d'eau chaude mesurait parfois jusqu'à 1600 kilomètres de diamètre et la température de l'eau était supérieure de plus de trois degrés Celsius à la moyenne à long terme. En raison de la densité plus faible des eaux de surface chaudes, celles-ci se sont moins mélangées avec les eaux profondes froides et riches en nutriments, notamment le long de la c?te ouest de l'Amérique du Nord. Cela a eu des conséquences importantes pour la vie marine et les écosystèmes : La réduction de l'apport en nutriments a affaibli la croissance du phytoplancton ; la chaleur et le manque de nourriture ont entra?né la migration de certaines espèces de zooplancton et de poissons vers des régions plus fra?ches. En revanche, les chercheurs avaient observé plus longtemps que d'habitude des baleines de Minke dans le Pacifique Nord. Cette espèce de baleine tropicale se trouve normalement 2500 kilomètres plus au sud.

... et sur la c?te ouest de l'Australie

Une vague de chaleur plus forte mais plus courte a frappé la c?te ouest de l'Australie au tournant de l'année 2010/2011, avec des températures de l'océan jusqu'à six degrés Celsius au-dessus des normales pour cette période de l'année. Les fonds marins de la c?te de l'Australie occidentale sont connus pour leurs immenses accumulations d'algues brunes. Ces "forêts d'algues" marines ont des fonctions similaires à celles des forêts terrestres : Elles fournissent un habitat et de la nourriture à de nombreuses espèces animales, notamment à une grande variété de poissons. Des chercheurs australiens ont montré que la plupart des populations de ces forêts d'algues ont disparu en très peu de temps pendant cette vague de chaleur. [3] Au total, une surface de 1000 kilomètres carrés de forêt d'algues a été perdue, ce qui correspond à deux fois la superficie du lac de Constance. Jusqu'à aujourd'hui, les populations d'algues ne se sont pas reconstituées. Un nouvel écosystème composé de poissons tropicaux et d'herbes marines s'est formé à la place des forêts d'algues.

Des risques pour les écosystèmes marins ?

Nous savons depuis un certain temps que sur la terre ferme, les événements extrêmes tels que les vagues de chaleur influencent fortement la structure, la biodiversité et la fonction biogéochimique des systèmes biologiques. On sait également que les vagues de chaleur affectent davantage de nombreux systèmes biologiques, y compris l'homme, que des changements lents de la température moyenne. Cela s'explique par le fait que de tels événements extrêmes poussent les organismes et les écosystèmes à la limite de leur capacité de résistance, voire au-delà, au point de les endommager.

Les deux événements extrêmes survenus dans le Pacifique Nord et sur la c?te ouest de l'Australie nous ont permis de comprendre pour la première fois en détail que les vagues de chaleur peuvent également avoir toute une série de conséquences écologiques et socio-économiques imprévisibles dans l'océan. Ils ont par exemple montré que de nombreux poissons migrent si possible vers des régions plus froides au nord. La migration vers des profondeurs marines plus fra?ches n'est pas une option pour de nombreux poissons, car la lumière du soleil, l'oxygène et la nourriture végétale font défaut dans les zones plus profondes. Cela entra?ne en fin de compte des pertes pour la pêche, mais aussi pour le secteur du tourisme.

Regard sur l'avenir

Si les océans continuent de se réchauffer, les vagues de chaleur marines sont de plus en plus probables. On peut donc supposer qu'à l'avenir, les vagues de chaleur ne seront pas seulement plus nombreuses et plus fortes sur la terre ferme, mais aussi dans l'océan. Les observations et les simulations de modèles montrent en outre que d'autres facteurs tels que l'acidification des océans et la perte d'oxygène exercent également une pression sur les organismes vivants et les écosystèmes marins (voir à ce sujet ce Contribution dans le blog sur le climat).

Jusqu'à récemment, les modèles climatiques n'étaient pas en mesure de reproduire correctement les processus physiques et biogéochimiques pertinents pour simuler les événements extrêmes dans l'océan et prévoir les changements futurs. Les incertitudes dans les prévisions futures, surtout à l'échelle régionale, étaient tout simplement trop grandes. [4] Mais de nouvelles simulations de modèles, qui associent le cycle global du carbone et de l'oxygène à des processus physiques à haute résolution, nous permettent désormais pour la première fois de faire des déclarations quantitatives sur la fréquence, l'intensité et la répartition spatiale de futurs événements extrêmes dans l'océan. Et c'est précisément ce que je recherche. Mais pour comprendre les effets de tels événements extrêmes sur des espèces individuelles ou des écosystèmes entiers et leurs services socio-économiques, il faut une collaboration multidisciplinaire renforcée. La recherche pour comprendre de tels événements n'en est qu'à ses débuts.