Les marais salants sont un habitat fondamental pour les poissons et les oiseaux, peut capter et enfouir de grandes quantités de carbone organique, et jouent un rôle important dans la protection des communautés côtières contre les ondes de tempête. Composé d'un équilibre délicat de juste assez de dépôts organiques et inorganiques pour les maintenir hors de l'eau, les marais côtiers abritent une riche variété de plantes et d'animaux.

Mais avec l'augmentation du niveau de la mer à un rythme accéléré, ces écosystèmes vitaux se noient.

Orencio Duran Vinent, professeur assistant au Département d'ingénierie océanique de l'Université Texas A&M, et son équipe ont découvert que la montée des eaux n'a pas besoin de dépasser la croissance moyenne des marais salants pour qu'ils soient avalés par la mer. Au lieu, il suffit que les niveaux d'eau augmentent à un rythme légèrement supérieur à celui des zones à croissance plus lente du marais pour entraîner une noyade généralisée. L'équipe a trouvé, grâce à la modélisation informatique et analytique, que l'approche traditionnelle de la lutte contre la noyade des marais n'est peut-être pas la plus efficace pour la préservation continue de ces écosystèmes côtiers.

Leurs conclusions complètes ont été publiées dans Une Terre , un journal soeur à Cellule , dans un article intitulé « Onset of Runaway Fragmentation of Salt Marshes ».

À l'aide des données recueillies par le Virginia Institute of Marine Sciences, l'équipe a construit des modèles informatiques et analytiques pour étudier comment l'élévation du niveau de la mer et le transport des sédiments ont affecté la résilience des marais. Ce qu'ils ont découvert était une nouvelle forme de déstabilisation des marais, appelée fragmentation incontrôlée, et ultimement, que les écosystèmes pourraient se noyer à un taux d'élévation du niveau de la mer beaucoup plus faible qu'on ne le croyait auparavant. En réalité, leur modèle prédit que les taux actuels d'élévation du niveau de la mer sont proches d'un point de basculement pour la noyade généralisée des marais.

La fragmentation incontrôlée et la noyade des marais salés qui en résulte se produisent lorsque l'élévation du niveau de la mer noie lentement les régions intérieures du marais, créer de petits étangs au fil du temps dans un processus connu sous le nom d'étang. Chaque étang grandit en taille, finissant par se stabiliser à mesure que de nouveaux sédiments inorganiques se déposent aux marges, ce qui empêche une nouvelle noyade. Cependant, de plus en plus d'étangs apparaissent au fil du temps, créant un environnement qui ressemble à du fromage suisse.

"Nos recherches suggèrent que la formation de mares n'est pas seulement un événement isolé mais un signe précoce d'une future perte importante de marais, même au rythme actuel d'élévation du niveau de la mer, ", a déclaré Duran Vinent.

Duran Vinent a dit que c'est un problème multidisciplinaire qui a besoin d'une solution multidisciplinaire. Et, comme prévu, c'est compliqué.

Par exemple, l'aide aux marais salants a été théorisée pour venir sous forme de réintroduction de sédiments dans l'environnement, semblable à remplir des trous dans son jardin pour aider au drainage. Au contraire, les données de l'équipe suggèrent la santé des marais salants et, donc, la probabilité d'un emballement de fragmentation — dépend moins de l'apport de sédiments que de sa végétation et de sa matière organique.

Ceci est dû au fait, comme Duran Vinent l'a expliqué, dans des environnements à marée basse comme le golfe du Mexique, les sédiments ne se déposent jamais loin du bord d'un marais, créant un anneau de matière inorganique autour de l'extérieur des marais. Cela laisse l'intérieur d'un marais dépendant de la matière organique pour survivre à l'élévation du niveau de la mer.

"Quand on regarde les interventions d'ingénierie dans les zones côtières, il est beaucoup plus facile de construire quelque chose à partir de zéro en suivant les approches d'ingénierie traditionnelles, " dit-il. " Vous avez un problème clair, vous avez une procédure claire, vous avez vos matériaux et ensuite vous le construisez. Mais chaque fois que vous vous concentrez sur les paysages naturels ou les écosystèmes et sur la façon de les maintenir, les choses deviennent beaucoup plus difficiles. La façon dont un paysage naturel maintient l'équilibre est parfois très compliquée. Vous ne pouvez pas faire d'interventions à l'aveugle."

Une compréhension fondamentale et précise des processus naturels est essentielle à l'avancement et à l'innovation de nouvelles méthodes de préservation côtière.

« Nous voulons à terme contribuer au développement de nouvelles approches d'ingénierie côtière et de restauration des écosystèmes qui utilisent la capacité des écosystèmes côtiers à se soutenir et à se reconstruire. C'est là que réside le potentiel d'un développement durable et d'une future résilience de nos côtes, ", a déclaré Duran Vinent.