Le mystère séculaire de pourquoi des dauphins autrement en bonne santé, baleines et marsouins s'échouent le long des côtes du monde entier s'aggrave :après une collaboration entre des scientifiques de la NASA et des biologistes marins, de nouvelles recherches suggèrent que la météo spatiale n'est pas la principale cause des échouages ​​d'animaux, mais la recherche se poursuit. La collaboration recherche maintenant d'autres personnes pour se joindre à leur recherche des facteurs qui font dévier les mammifères marins, dans l'espoir de prédire peut-être un jour les échouages ​​avant qu'ils ne surviennent.

Les scientifiques ont longtemps cherché la réponse à la raison pour laquelle ces animaux s'échouent, et une récente collaboration espérait trouver une solution claire :connu sous le nom de cétacés. On pense que les cétacés utilisent le champ magnétique terrestre pour naviguer. Étant donné que les tempêtes solaires intenses peuvent perturber le champ magnétique, les scientifiques voulaient déterminer s'ils pouvaient, par extension, interfèrent réellement avec les boussoles internes des animaux et les égarent.

Lors de leur première enquête, les scientifiques du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland; le Fonds international pour la protection des animaux, ou IFAW ; et le Bureau de la gestion de l'énergie océanique, ou BOEM - n'ont pas été en mesure d'établir un lien de causalité.

"Nous avons appris jusqu'à présent qu'il n'y a pas d'arme fumante indiquant que la météo spatiale est le principal moteur, " a déclaré le scientifique de la météorologie spatiale Goddard Antti Pulkkinen. " Mais il y a un sentiment que les conditions géomagnétiques peuvent faire partie d'un cocktail de facteurs contributifs. "

Maintenant, l'équipe ouvre son étude beaucoup plus large :ils demandent à d'autres scientifiques de participer à leurs travaux et de contribuer des données à la recherche de l'ensemble complexe des causes de tels échouages.

Données d'exploration de données pour les connexions

Les échouages ​​massifs se produisent dans le monde entier et peuvent affecter de trois à plusieurs centaines d'animaux au cours d'un événement donné. Bien qu'ils soient un phénomène mondial, les scientifiques ont identifié certains points chauds :Nouvelle-Zélande, Australie, et Cape Cod, Massachusetts, qui partagent toutes des caractéristiques géographiques clés telles que des plages en pente et des sédiments à grains fins, des facteurs censés jouer un rôle dans les échouages.

Dans les échouages ​​impliquant plusieurs décès, les autopsies révèlent que la grande majorité des animaux décédés étaient en bonne santé avant de s'échouer. Certains chercheurs émettent l'hypothèse que des groupes échouent lorsque leurs liens sociaux forts les obligent à suivre un individu en détresse dans des eaux peu profondes.

"Les baleines et les dauphins ont toujours été pour nous des emblèmes mythiques, " a déclaré Desray Reeb, un biologiste marin au siège de BOEM à Sterling, Virginie. "Ils sont intelligents, social et mystique, et présentent un défi intrigant pour nous de comprendre parce qu'ils sont tellement comme nous, et pourtant si différent."

Cette enquête particulière a été imaginée par Reeb; elle a approché Pulkkinen au sujet du lancement de l'effort de recherche après avoir entendu sa présentation sur la météo spatiale en juin 2015. L'équipe s'est d'abord concentrée sur Cape Cod, le plus grand point chaud des États-Unis, et a passé au crible près de deux décennies d'observations d'échouage d'IFAW aux côtés des deux et les données spatiales de la NASA sur la météorologie spatiale.

Tout comme le temps varie sur Terre, apportant occasionnellement des orages et des rafales de vent, le Soleil en constante évolution projette parfois d'énormes nuages ​​de matière solaire et de champs magnétiques dans l'espace, appelées éjections de masse coronale, ou CME. Les effets de ces éruptions sur l'espace proche de la Terre sont collectivement connus sous le nom de météo spatiale. Les CME peuvent déclencher de puissants orages géomagnétiques s'ils heurtent le champ magnétique terrestre. Si tempêtes solaires et échouages ​​étaient bien connectés, les scientifiques pensaient qu'ils pourraient détecter des modèles d'activité géomagnétique de la Terre dans le temps entourant un événement d'échouage.

« Si nous pouvons déterminer quelles conditions favorisent les échouages ​​et développer un système d'alerte qui reconnaît quand ces facteurs se rejoignent, alors les réseaux d'échouage dans différentes zones peuvent se préparer à l'événement et obtenir des secours sur le terrain plus tôt, " a déclaré Katie Moore, collaboratrice du projet, le vice-président adjoint d'IFAW chargé de la conservation et du bien-être animal.

Basée dans le port de Yarmouth, Massachusetts, IFAW est présent dans 40 pays, sauver les animaux et promouvoir la conservation afin de garantir un habitat sûr pour la faune. À Cape Cod, IFAW a développé un solide programme d'intervention d'urgence qui a augmenté le taux de survie aux échouages ​​de 14 à 75 % en près de 30 ans. Passer des capacités réactives aux capacités prédictives, cependant, représenterait une toute nouvelle approche du sauvetage des animaux. Avec le financement du programme d'études environnementales de BOEM et du Fonds d'innovation scientifique de la NASA, l'équipe a entrepris un effort majeur d'exploration de données pour prendre les premières mesures en vue de développer des prédictions.

D'abord, ils ont recherché des corrélations entre chaque événement d'échouage et les prévisions météorologiques spatiales le jour de cet événement. Puis, ils ont décalé les données de la météo spatiale par différentes périodes de temps - un jour, deux jours, 10 jours, et ainsi de suite - pour explorer s'il y a un retard dans les effets de l'activité solaire sur les échouages.

Après avoir analysé toutes les données, les scientifiques ont découvert que peu importe le décalage dans le temps, la météo spatiale avait la même relation statistique avec chaque échouage, ce qui n'indique aucun lien de causalité clair entre l'activité géomagnétique et les échouages ​​de Cape Cod.

Alors que les scientifiques espéraient un moment eurêka, les résultats de leur analyse les ont encore amenés à considérer que si la météo spatiale n'est pas le principal moteur des échouages, cela pourrait être un facteur parmi plusieurs. Démêler les interactions et les événements dans les scénarios biologiques nécessite généralement des perspectives écologiques; peut-être la météo spatiale, ils pensaient, était une composante nécessaire des conditions écologiques plus grandes qui ont conduit à des échouages ​​de masse.

"Bien que nos analyses aient indiqué que les orages géomagnétiques ne sont probablement pas une cause majeure, c'est très difficile, sinon impossible, exclure complètement tout facteur possible du mélange, " a déclaré Pulkkinen. " Notre point de vue est que les échouages ​​sont probablement causés par une combinaison complexe de multiples facteurs environnementaux, Nous voulons donc inclure la gamme la plus large possible de paramètres possibles dans l'étude de suivi."

Élargir la recherche

Plonger plus profondément dans le puzzle complexe des échouages ​​massifs, l'équipe a décidé d'étendre son analyse et d'inclure des ensembles de données océanographiques et atmosphériques supplémentaires provenant des missions de sciences de la Terre de la NASA, dont Terra, le Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor ou SeaWIFS, en abrégé — et Global Precipitation Measurement, ainsi que le satellite environnemental opérationnel géostationnaire de la National Oceanic and Atmospheric Administration, ou VA, mission. À son tour, l'équipe elle-même s'est également élargie pour inclure davantage de collaborateurs ayant une expertise dans l'analyse statistique de plus en plus complexe exigée par le projet.

Les données supplémentaires peuvent faire la lumière sur les conditions d'interaction qui affectent le comportement des cétacés. Par exemple, les marées, les vents et la température de surface de la mer pourraient perturber leurs habitudes de migration, et la couleur de l'océan, se référant à la teneur en produits chimiques et en particules de l'eau, pourrait refléter des changements dans la chaîne alimentaire.

"La NASA a accès à des ensembles de données océanographiques à grande échelle allant de la productivité primaire à la température de l'océan, courants et vent, " dit Moore. " Pour la première fois, nous superposons d'énormes ensembles de données pour étudier ce problème. Peut-être que nous découvrirons qu'il y a une "tempête parfaite" de conditions qui conduisent à un échouage."

Pour déterminer s'ils ont trouvé une explication plausible à un échouage, les statisticiens de l'équipe construisent des modèles qui tentent de faire des prédictions dans leurs ensembles de données. Ils suppriment un petit sous-ensemble des données, et si leur modèle peut reproduire fidèlement les pièces manquantes, les scientifiques sont peut-être sur la bonne voie.

"Ces observations environnementales et animales sont des données bruitées, donc quoi qu'on trouve, nous devons prendre avec un grain de sel, " a déclaré Erdem Karaköylü, un analyste de données et océanographe des sciences de la Terre Goddard qui a rejoint l'équipe au cours de son expansion. "Mais c'est aussi un ensemble de données riche. Lorsque vous avez beaucoup de données, il est plus facile de jeter ce qui n'est pas utile."

Alors que l'attention initiale de l'équipe est tournée vers Cape Cod, leurs recherches ont des implications pour la prévention des échouages ​​à travers le monde. Selon Reeb, chaque point chaud d'échouage nécessite une étude individualisée, mais les facteurs affectant les échouages ​​peuvent être globalement les mêmes, bien qu'à des degrés divers d'importance. En outre, la priorité actuelle de l'équipe est de jeter les bases d'études futures en développant des méthodes de stockage et d'analyse de plusieurs ensembles de données. Ils envisagent de créer un outil open source qui permettrait aux scientifiques du monde entier de collaborer et d'étudier les échouages ​​dans leur domaine de la même manière.

Moore espère toujours que son équipe disposera un jour d'un modèle prédictif pour soutenir leurs sauvetages, leur permettant finalement de sauver plus d'animaux. En attendant, l'équipe continuera à inspecter les couches de données pour les interactions et les modèles, approfondissant leur compréhension des échouages ​​massifs et créant un précédent pour les futures études interdisciplinaires.

« Au cours des dernières décennies, nous, les scientifiques, avons souvent travaillé isolément, chacun s'en tenant à sa propre spécialité et répondant aux questions de son point de vue, " a déclaré Reeb. " Cette étude passionnante rassemble des personnes extraordinaires possédant une expertise diversifiée pour répondre à une question qui a des ramifications dans tous les domaines. "

Pour plus d'informations sur le projet en cours, visitez :http://spaceweathercenter.cua.edu/strandings-project.cfm