Des centaines d'articles ont été écrits sur la plus grande éruption volcanique de l'histoire enregistrée, au mont Tambora en Indonésie il y a un peu plus de 200 ans. Mais pour un petit groupe de chercheurs basés en Nouvelle-Angleterre, une autre histoire de Tambora devait être racontée, un lié à ses effets catastrophiques dans le golfe du Maine qui peut apporter des leçons pour les systèmes humains-naturels entrelacés confrontés au changement climatique dans le monde aujourd'hui.

Dans le dernier numéro de Avancées scientifiques , premier auteur et chercheur Karen Alexander à l'Université du Massachusetts Amherst et 11 autres, dont des écologistes aquatiques, les climatologues et les historiens de l'environnement racontent leur enquête multidisciplinaire sur les effets de Tambora sur les poissons côtiers et les pêches commerciales.

Alexandre dit, "Nous avons abordé notre étude comme un examen médico-légal. Nous savions que le froid extrême de Tambora avait affligé la Nouvelle-Angleterre, L'Europe , La Chine et d'autres endroits pendant aussi longtemps que 17 mois. Mais personne à notre connaissance n'avait enquêté sur les écosystèmes côtiers et les pêcheries. Donc, nous avons cherché des preuves près de chez nous."

Dans un travail qui intègre les sciences sociales et naturelles, ils ont utilisé des données historiques d'exportation de poisson, relevés météo, les chronologies de la construction des barrages et de la croissance des villes et d'autres sources pour découvrir les effets de Tambora sur le système humain et naturel complexe du golfe du Maine.

L'éruption de 1815 a causé une longue durée, événement climatique extrême en 1816 connu sous le nom de « année sans été ». Alors que l'hiver volcanique s'installait sur une grande partie de l'hémisphère nord, les récoltes ont échoué, le bétail est mort et la famine a balayé de nombreuses terres. En Nouvelle-Angleterre, les rendements des cultures peuvent avoir chuté de 90 pour cent. Les chercheurs ont découvert que 1816 était aussi appelée « l'année du maquereau, " un indice sur ce qu'ils trouveraient concernant la pêche.

Outre les effets climatiques de Tambora, les auteurs ont examiné d'autres influences systémiques pour expliquer les tendances observées. Ceux-ci comprenaient des événements historiques tels que la guerre de 1812, croissance de la population humaine, l'obstruction de l'habitat du poisson en raison de la construction de barrages et des changements dans les engins de pêche qui pourraient avoir affecté les pêches à l'époque. L'utilisation de méthodes historiques dans une approche de systèmes adaptatifs complexes leur a permis de regrouper et d'ordonner les données à différentes échelles d'organisation et d'identifier des processus statistiquement significatifs qui correspondaient à des résultats connus, dit Alexandre.

Par exemple, les fluctuations de température ont influencé l'ensemble du golfe du Maine pendant de courtes périodes, tandis que la construction de barrages a affecté les bassins versants individuels tout au long de la vie des barrages. Les échelles d'espace et de temps diffèrent dans chaque cas, mais les fluctuations de température et les obstructions de l'habitat affectent les poissons, et donc la pêche, à la fois. De telles interactions sont caractéristiques des systèmes complexes, elle note.

Établir le timing était la clé pour résoudre le mystère, Alexandre ajoute. Principales espèces d'exportation, y compris le gaspareau et l'alose frayant en eau douce et le maquereau et le hareng se reproduisant en mer, ont des tolérances de température et des schémas et calendriers de migration saisonniers différents, ou phénologie. Les gaspareaux et les maquereaux sont arrivés plus tôt lorsque l'eau était plus froide, l'alose et le hareng arrivent plus tard après que l'eau se soit réchauffée. En raison de leur phénologie et de leur vulnérabilité dans les rivières et les ruisseaux pendant le frai, les gaspareaux ont le plus souffert de l'événement climatique extrême. Dans le Massachusetts où les cours d'eau ont été longtemps barrés, ses effets étaient aggravés, les chercheurs ont trouvé.

Au début des années 1800, les gaspareaux étaient un « poisson utilitaire, " une exportation commerciale importante mais aussi utilisée comme aliment pour poulets, engrais de jardin et nourriture humaine en hiver. L'hiver de 1816 était si froid, Alexandre dit, que "Penobscot Bay a gelé solidement de Belfast à Castine." Lorsque les gaspareaux sont arrivés à leur période de frai saisonnière, des conditions défavorables ont probablement perturbé les montaisons de frai, augmentation de la mortalité naturelle et, critique pour les personnes qui en dépendent, diminution des captures.

Elle ajoute, « Pendant cette crise climatique, les gens ne pouvaient pas attraper assez de gaspareaux pour répondre à leurs besoins, alors ils se sont vite tournés vers le maquereau, les prochaines espèces abondantes à arriver le long de la côte. La poursuite du maquereau et sa distribution rapide aux communautés sans autre source de nourriture ont fondamentalement modifié l'infrastructure de la pêche côtière. "les gens ont répondu rapidement et efficacement à Tambora en seulement cinq ans et n'ont jamais regardé en arrière lorsque la crise est passée."

Les taux de réponse de l'homme et du gaspareau se sont découplés et les solutions rapides, devenir permanent, plus tard atteint un air d'inévitabilité, suggèrent les auteurs.

Ils ajoutent que "les solutions complexes échappent aux explications simples". Ils soulignent les « nombreux et évidents, " des parallèles entre cet événement extrême soudain et les occurrences actuelles de sécheresse, inondation, dévastation par les tempêtes, les perturbations alimentaires et la famine attribuées au changement climatique.

« Le passé peut être un laboratoire, " Alexander et ses collègues écrivent. L'utilisation de méthodes historiques dans une approche de systèmes adaptatifs complexes peut offrir un moyen simple d'examiner des systèmes complexes où l'échelle, taux et phénologie interconnectent les processus humains et naturels, et aider à « faire progresser la résilience humaine en renforçant la résilience dans le monde naturel ».

L'écologiste des pêches d'UMass Amherst, Adrian Jordaan, ajoute :« Lorsque les ressources sont disponibles localement, ils peuvent aider les sociétés à faire face au changement. Aussi, lors d'événements climatiques extrêmes, des changements impensables, y compris de grands changements sociétaux, peuvent se produire. Ce sont des choses auxquelles nous devons être préparés dans le monde d'aujourd'hui, où les événements climatiques extrêmes deviennent de plus en plus fréquents et sévères."

Michelle Staudinger, un écologiste au Northeast Climate Science Center à UMass Amherst, dit, « Les gaspareaux et autres poissons qui peuplent les rivières et les océans sont très vulnérables au changement climatique. Les enseignements tirés de cette étude nous permettront de mieux anticiper, se préparer et faire face aux impacts futurs supplémentaires sur leurs populations ainsi que les communautés humaines qui en dépendent. »

Alex Bryan, un climatologue et co-auteur du US Geological Survey, dit qu'étudier un événement vieux de 200 ans était un défi. "Les enregistrements de température à long terme ne commencent qu'au tournant du 20e siècle. Heureusement, nous avons trouvé le journal météo d'un médecin résidant à Salem, Masse., qui a enregistré la température de l'air quatre fois par jour des années 1780 aux années 1820. Sans son dévouement à surveiller la météo, cette étude n'aurait pas été possible."