Lorsque l'ouragan Irma a frappé le sud de la Floride en septembre 2017, la tempête a secoué les forêts de mangrove côtières avec des vents de plus de 116 mph, assez forts pour arracher les feuilles, casser des branches, et cassez les troncs d'arbres en deux. De la forêt de mangrove endommagée par l'ouragan Irma, environ 83 % se sont rétablis après la première année. Mais pas le reste, laissant les scientifiques se demander pourquoi certains arbres n'ont pas rebondi.

En utilisant les données de la NASA recueillies avant et après l'ouragan Irma, les chercheurs ont découvert que les ondes de tempête et l'eau de mer emprisonnée, et non le vent, ont finalement causé la mort des arbres. Des arbres ont survécu dans des endroits où l'eau salée de l'océan apportée par l'ouragan a pu s'écouler, écrivent-ils dans un article publié le 28 juin dans Communication Nature . Mais dans les zones où l'eau salée était piégée dans des zones basses sans drainage suffisant, les mangroves ne pouvaient pas récupérer. Les résultats suggèrent que l'amélioration du débit d'eau à proximité des mangroves submergées ou leur rinçage avec de l'eau douce pourrait aider à restaurer les mangroves après un ouragan.

Les mangroves se sont adaptées pour vivre le long de la côte. Ces forêts agissent comme une barrière pour protéger les zones intérieures et les communautés côtières lors d'une tempête. Certaines espèces ont un réseau de "racines d'appui" aériennes qui soutiennent l'arbre tandis que d'autres ont des racines qui ressemblent à de longs doigts sortant du sol, fournissant un soutien supplémentaire pour stabiliser l'arbre et fournir de l'oxygène au système racinaire. Ces réseaux racinaires semi-immergés constituent également un important habitat d'alevinage pour les poissons et d'autres espèces marines.

« Même si les mangroves sont rustiques, arbres robustes, ils ont encore besoin de certaines conditions pour maintenir cette barrière protectrice. Et si les conditions environnementales changent ne serait-ce qu'un peu, cela peut avoir un effet énorme et conduire à la mort complète dans des régions entières, ce qui pourrait rendre ces régions côtières encore plus vulnérables à la prochaine tempête, " dit Lola Fatoyinbo, chercheur au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.

Instantanés avant et après l'ouragan

Au printemps 2017, l'équipe a entrepris de documenter comment les forêts de mangrove changent et se développent au fil du temps. Lorsque l'ouragan Irma est passé sur leurs sites d'étude plusieurs mois plus tard, les scientifiques ont vu une opportunité de voir comment les forêts de mangrove réagiraient.

Ils ont répété les mesures qu'ils avaient faites avant l'ouragan, piloter un avion transportant une caméra haute résolution et d'autres instruments scientifiques au-dessus de vastes étendues des Everglades. Les données collectées à l'aide de Goddard Lidar, Imageur hyperspectral et thermique (G-LiHT), qui comprend un laser qui émet des impulsions qui rebondissent sur le sommet de la canopée des arbres, le sol, ou n'importe où entre les deux avant de retourner au capteur, ont fourni des instantanés de la structure de ces écosystèmes de mangrove avant et après Irma. Cela a permis aux scientifiques d'obtenir une vue en trois dimensions de la canopée des arbres et de comparer son évolution après l'ouragan.

Selon les données satellitaires G-LiHT et Landsat, 62 % des mangroves du sud-ouest de la Floride ont subi des dommages de la canopée de l'ouragan Irma. L'équipe a cartographié les zones mortes et endommagées et les a comparées à des endroits avec une vitesse de vent élevée, forte onde de tempête, arbres plus grands, l'élévation du terrain et d'autres facteurs pour voir s'il y avait un chevauchement. Le Global Modeling and Assimilation Office de la NASA a fourni un modèle de la vitesse du vent pendant l'ouragan; les données sur les ondes de tempête proviennent de l'évaluation des risques d'urgence côtière de la Louisiana State University et de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Onde de tempête :un assaut salé sur les mangroves

L'équipe a découvert que l'ouragan Irma a tué plus de 10 personnes, 000 hectares de forêt de mangrove dans le sud-ouest de la Floride—environ la taille de 24, 700 terrains de football. Pendant la tempête, de nombreuses zones étaient sous près de 10 pieds d'eau, cependant, la plupart des arbres morts se trouvaient dans des zones où l'eau salée de l'océan est entrée pendant Irma et ne s'est jamais drainée, submergeant les forêts de mangrove pendant des mois. Les arbres de ces zones, souvent à basse altitude ou avec une topographie en forme de bol, ne s'étaient pas rétablis trois ans après Irma.

« Le vent fait des dégâts, mais le clou dans le cercueil est une onde de tempête, " a déclaré David Lagomasino, un géomorphologue côtier basé au campus Outer Banks de l'Université East Carolina. L'excès de sel et d'eau provenant de l'onde de tempête piégée peut étouffer les racines, changer les communautés microbiennes, décomposer le sol et tuer d'autres végétaux, Lagomasino dit, ce qui pourrait entraîner la mort de l'arbre.

Tempêtes à l'horizon pour les forêts de mangrove

Le problème va probablement s'aggraver à mesure que le changement climatique modifie le comportement des ouragans. Les tempêtes sont de plus en plus importantes et s'intensifient plus rapidement. Plus de tempêtes se déplacent également lentement et calent sur une zone, déversant des pluies torrentielles et apportant des vents violents et des ondes de tempête.

"Ce que nous constatons, c'est que de plus en plus de mangroves ne parviennent pas à se rétablir, et c'est ça qui fait peur, " a déclaré Fatoyinbo. " Même si les mangroves sont si tolérantes à ces conditions extrêmes, ils sont toujours très vulnérables.