Si vous avez visité les Outer Banks ou d'autres îles-barrières, vous avez probablement fait l'expérience de leurs personnalités divisées - des endroits où de hautes vagues peuvent marteler le rivage sablonneux de l'océan tandis que les hérons traquent les eaux calmes des marais salants à une courte distance vers la terre.

De nouvelles recherches menées par une équipe de William &Mary et de son Virginia Institute of Marine Science montrent que ces écosystèmes apparemment disparates sont en fait étroitement liés, et que la migration rapide vers les terres des sables des îles-barrières entraîne une perte à grande échelle des marais salés adjacents. Leur étude, récemment publiée en ligne dans Géologie - se concentre sur les îles-barrières immaculées de la côte est de la Virginie, mais est probablement applicable à des systèmes d'îles-barrières similaires dans le monde entier.

Les recherches de l'équipe montrent que les îles-barrières de Virginie s'érodent ou migrent vers les terres de 3 à 18 pieds par an. Ils estiment que la migration vers la terre consomme au moins 60 acres de marais salé par an, et en a enterré près de 8, 000 acres de ces marais salés depuis 1870, soit près de 10 pour cent de la superficie historique de la Virginie en habitat de marais salés à barrière arrière. La perte de marais est une préoccupation environnementale importante étant donné leur rôle bénéfique en tant que zones d'alimentation pour la sauvagine, nurseries de nombreuses espèces marines, et capacité à absorber le carbone, polluants, et l'énergie des vagues.

Auteur principal Charlie Deaton, qui a mené la recherche alors qu'il était étudiant au département de géologie de W&M, dit que l'équipe est arrivée à ses résultats, "en numérisant et en analysant des centaines de cartes et de photographies remontant à 1851, et en les comparant avec les données LIDAR montrant les positions récentes du littoral."

Co-auteur de l'étude Chris Hein, professeur assistant au VIMS, attribue l'évolution des rivages des îles à l'action des tempêtes côtières. "Les ouragans et les nord-ests provoquent à la fois l'érosion des plages et la migration des barrières, " dit Hein. " L'élévation du niveau de la mer et d'autres facteurs jouent un rôle contributif en créant les conditions pour que les ondes de tempête érodent le littoral et transportent les sables des îles-barrières vers la terre dans le marais. "

Le troisième co-auteur de l'étude, Le professeur assistant du VIMS Matt Kirwan, Note que, "Les îles-barrières de Virginie sont exposées à certains des taux les plus élevés d'élévation relative du niveau de la mer le long de la côte atlantique des États-Unis." Une étude VIMS de 2015 évalue le taux d'augmentation à Kiptopeke sur la côte est de la Virginie à environ 3,7 millimètres par an au cours des 50 dernières années. C'est un dixième de pouce par an, ou plus d'un demi-pied d'élévation du niveau de la mer depuis le milieu des années 1960.

Observations et modélisation

L'étude de l'équipe de recherche reflète un intérêt croissant pour la façon dont les marais salés arrière-barrières pourraient stabiliser ou déstabiliser les îles-barrières. dit Hein, "Les géologues côtiers ont historiquement traité l'évolution des marais salants et des îles-barrières séparément, mais au cours de la dernière décennie, nous avons vraiment commencé à reconnaître comment les changements dans l'un peuvent affecter l'autre."

Une hypothèse, basé à la fois sur des modèles informatiques et des observations de terrain, est que le transport de sable provoqué par les tempêtes au-dessus d'une île-barrière et dans les marais aide ces derniers à suivre le rythme vertical de la montée des mers, tandis que la présence de marais à proximité de l'île barrière stabilise l'île et ralentit sa migration vers les terres.

Une alternative, Le modèle conceptuel suggère que la montée des mers noie les marais arrière-barrières. Dans ce scénario, parce que plus d'eau peut remplir les baies côtières à mesure que la marée monte, plus d'eau doit s'en écouler à mesure que la marée descend. Cela nécessite des canaux transversaux plus grands pour s'adapter à l'augmentation du «prisme de marée»; ceux-ci transportent à leur tour des sables barrières dans les deltas de marée montante et descendante, éliminant efficacement les sédiments dont les îles barrières ont besoin pour survivre. Affamé de sable, le rivage recule, et l'île barrière se rétrécit, ou migre encore plus rapidement.

Les résultats de la recherche actuelle contredisent ce concept de « transgression fugitive ». "Nous avons découvert que dans les îles-barrières de Virginie, les taux accrus de recul du littoral sont en fait corrélés à une diminution du prisme de marée, " dit Hein. " Le prisme de marée diminue généralement parce que les îles-barrières migrent si rapidement qu'elles rétrécissent la zone entre elles et le continent pour que l'eau se remplisse à marée haute. "

Déton, Hein, et Kirwan disent que le couplage principal entre les îles-barrières de Virginie et les environnements d'arrière-barrière est la migration rapide vers les terres des îles. Ils estiment que cela explique plus de la moitié de la diminution historique de la région des marais salés, et dire que la perte de marais salés induite par la migration peut également être attendue dans des systèmes similaires de barrières à énergie mixte, comme ceux de la Caroline du Sud et du New Jersey, ainsi qu'en Allemagne et le long d'autres rivages lointains.

Les chercheurs attribuent la perte restante de la zone des marais salés à divers processus de barrière arrière. L'érosion de la lisière du marais par les vagues poussées par le vent est un facteur majeur dans les grandes baies côtières.

L'équipe de recherche prend soin de distinguer la migration vers les terres d'une île-barrière du recul de son littoral. « Nous constatons que la perte à grande échelle de la zone des marais salés de l'arrière-barrière est spécifique aux îles subissant une migration vers la terre, et pas seulement l'érosion des berges, " dit Hein. " Une île-barrière qui migre vers la terre peut encore conserver sa largeur; celui qui souffre de l'érosion du rivage se rétrécira invariablement, et finalement commencer à migrer sous une forme très étroite."

Les chercheurs sont surtout préoccupés par la perte de marais salés dans les zones adossées à des falaises côtières ou à des obstacles humains tels que des cloisons ou des digues. dit Hein, « La migration vers les terres des îles-barrières dépasse de loin la migration du marais vers les hautes terres. La perte de marais est particulièrement préoccupante dans les zones où les hautes terres escarpées empêchent le marais de migrer vers les rives continentales, car cela empêche le système d'équilibrer les pertes dues à la migration vers les terres de l'île-barrière. »

"Quelle que soit la capacité d'un marais à suivre l'élévation du niveau de la mer en se développant verticalement, " ajoute Kirwan, « une perte de marais à grande échelle peut être inévitable, car les systèmes de barrières dans le monde entier s'équilibrent avec l'élévation du niveau de la mer en migrant vers la terre. »