doctorat l'étudiant Robbin Bastiaansen applique les mathématiques pour avoir un aperçu des problèmes pratiques. En comparant les modèles mathématiques aux évolutions des écosystèmes existants, il espère démystifier le processus de désertification. Ses recherches ont été publiées dans Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ), un exploit rare pour un mathématicien.

Pendant la désertification, une zone désertique s'étend ou un nouveau désert est créé. Les intermédiaires de ce processus sont "presque des déserts, " avec des motifs de végétation où alternent végétation et taches dénudées (voir photo de bannière). Pour ses recherches, Bastiaansen a étudié les propriétés de ces motifs. En s'associant à des mathématiciens et des écologistes, il s'est penché sur le comportement typique des modèles et les implications de celui-ci sur les écosystèmes réels. Les nouveaux ensembles de données disponibles provenant des satellites fournissent des informations précieuses, par exemple sur la biomasse de ces modèles. Cela a permis à Bastiaansen et à ses co-auteurs de faire une comparaison approfondie entre les prédictions du modèle et la réalité.

irrésistible

L'une des découvertes les plus importantes est la « multi-stabilité » que montrent les zones. « Dans les régions quasi désertiques, aucun modèle spécifique n'est prédominant, mais toute une gamme de motifs est possible, " explique Bastiaansen. " Cela signifie que ces zones sont beaucoup plus robustes et résilientes qu'on ne le pensait auparavant et s'effondreront donc moins rapidement que prévu dans un dénudé, désert aride." Ceci est particulièrement important car un tel effondrement est pratiquement irréversible :une zone complètement flétrie sera très difficile à recouvrir de nouveau, même si elle n'est pas davantage perturbée et/ou si les conditions climatiques s'améliorent à nouveau.

Bastiaansen trouve que c'est un défi d'utiliser les mathématiques pour s'attaquer aux problèmes sociaux. La désertification est l'une d'entre elles :« Il y a de nombreuses régions sur terre qui sont menacées par la désertification. Dans ces régions, il y a aussi de nombreuses personnes qui dépendent du bétail et des cultures pour leur approvisionnement alimentaire, et cela nécessite un sol fertile. La prévention d'une telle "désertification" irréversible est donc très importante pour la population."

La collaboration unique entre mathématiciens et écologistes a été essentielle pour la recherche. "Ce n'est que grâce à cette collaboration qu'il a été possible d'inclure le comportement général des modèles d'une part et de traduire le comportement en écologie mesurable d'autre part, " dit Bastiaansen. Cependant, cette coopération comportait aussi des défis :les concepts d'une discipline n'étaient pas toujours connus dans l'autre, ou ont parfois un sens légèrement différent. "Cela demande beaucoup de concertation, coordination et patience, " Bastiaansen le sait maintenant.

Bien que les chercheurs aient fait de leur mieux pour rendre possibles des comparaisons mesurables, beaucoup de choses n'étaient pas encore réalisables en raison du manque de données. « Le processus de désertification, par exemple, est relativement lent. Nous aurions aimé voir le déroulement de ce processus, mais il y a encore trop peu de données disponibles pour cela :les photos satellites détaillées ne remontent qu'à quarante ans. pour les faire mieux correspondre à la réalité. "De plus, davantage de connaissances sur les étapes exactes du processus de désertification sont nécessaires, afin d'empêcher à terme la propagation des déserts dans le monde."