Corail Elkhorn sain ( Acropora palmata ) près de l'île inhabitée de Buck, Îles Vierges américaines. Le corail Elkhorn est l'une des nombreuses espèces importantes de construction de récifs qui créent une structure 3D sur le fond marin. La structure des récifs coralliens fournit un habitat à la vie marine et aide à briser les vagues à l'approche du littoral. Crédit :Curt Storlazzi, USGS
Dans la première étude à l'échelle de l'écosystème des profondeurs changeantes de la mer dans cinq grandes étendues de récifs coralliens en Floride, les Caraïbes et Hawai'i, les chercheurs ont découvert que le fond marin s'érode dans les cinq endroits, et les récifs ne peuvent pas suivre le rythme de l'élévation du niveau de la mer. Par conséquent, les communautés côtières protégées par les récifs sont confrontées à des risques accrus de tempêtes, vagues et érosion. L'étude, par le US Geological Survey (USGS), est publié aujourd'hui dans Biogéosciences , une revue de l'Union européenne des géosciences.
Sur deux sites des Florida Keys, deux aux îles Vierges américaines, et dans les eaux entourant l'île hawaïenne de Maui, la dégradation des récifs coralliens a entraîné une augmentation des profondeurs du fond marin et une érosion du sable et d'autres matériaux du fond marin au cours des dernières décennies, les Biogéosciences étude trouvée. Dans les eaux autour de Maui, les pertes au fond de la mer se sont élevées à 81 millions de mètres cubes de sable, rock et autres matériaux - sur ce qu'il faudrait pour remplir l'Empire State Building 81 fois, ou une piscine olympique d'environ 32, 000 fois, les chercheurs de l'USGS ont calculé.
Alors que le niveau de la mer monte dans le monde entier en raison du changement climatique, chacun de ces écosystèmes récifaux d'importance écologique et économique devrait être affecté par l'augmentation des profondeurs d'eau. La question de savoir si les colonies de coraux peuvent croître assez rapidement pour suivre la montée des mers fait l'objet d'intenses recherches scientifiques.
Mais l'étude de l'USGS, publié le 20 avril 2017 dans la revue Biogéosciences , ont découvert que l'effet combiné de la montée des mers et de l'érosion du fond marin a déjà augmenté les profondeurs d'eau plus que ce que la plupart des scientifiques s'attendaient à ce qu'il se produise dans plusieurs décennies. D'autres études qui ne tiennent pas compte de l'érosion du fond marin ont prédit que la mer augmenterait de 0,5 à 1 mètre d'ici 2100.
"Nos mesures montrent que l'érosion des fonds marins a déjà fait augmenter les profondeurs d'eau à des niveaux qui ne devraient pas se produire avant l'an 2100, " a déclaré la biogéochimiste Kimberly Yates du Centre des sciences côtières et marines de l'USGS à Saint-Pétersbourg, l'auteur principal de l'étude. « Aux tarifs actuels, d'ici 2100, l'érosion des fonds marins pourrait augmenter les profondeurs d'eau de deux à huit fois plus que ce qui a été prédit à partir de la seule élévation du niveau de la mer. »
L'étude n'a pas déterminé les causes spécifiques de l'érosion du fond marin dans ces écosystèmes de récifs coralliens. Mais les auteurs ont souligné que les récifs coralliens dans le monde sont en déclin en raison d'une combinaison de forces, y compris les processus naturels, développement côtier, surpêche, la pollution, blanchissement des coraux, les maladies et l'acidification des océans (un changement dans la chimie de l'eau de mer lié à l'absorption par les océans de plus de dioxyde de carbone de l'atmosphère).
Ce corail Elkhorn ( Acropora palmata ) près de l'île Buck, Les îles Vierges américaines sont mortes et se sont effondrées. À mesure que la structure des récifs coralliens se dégrade, un habitat précieux pour la vie marine est perdu et les côtes voisines deviennent plus sensibles aux tempêtes, vagues et érosion. Crédit :Curt Storlazzi, USGS
Pour chacun des cinq écosystèmes de récifs coralliens, l'équipe a recueilli des mesures détaillées du fond marin de la National Oceanic and Atmospheric Administration prises entre 1934 et 1982, et a également utilisé des enquêtes effectuées de la fin des années 1990 aux années 2000 par le programme Lidar de l'USGS et le Corps of Engineers de l'armée américaine. Jusqu'aux années 1960 environ, les mesures du fond marin étaient effectuées à la main, en utilisant des lignes lestées en plomb ou des perches de sondage avec des marques de profondeur. A partir des années 1960 environ, la plupart des mesures étaient basées sur le temps qu'il faut à une impulsion acoustique pour atteindre le fond marin et revenir. Les chercheurs de l'USGS ont converti les anciennes mesures dans un format comparable aux données lidar récentes.
Ils ont comparé les anciens et les nouveaux ensembles de mesures pour trouver les changements d'altitude moyens sur chaque site. La méthode a été utilisée par l'US Army Corps of Engineers pour suivre d'autres types de changements du fond marin, tels que les changements dans les canaux d'expédition. C'est la première fois qu'il est appliqué à l'ensemble des écosystèmes de récifs coralliens. Ensuite, les chercheurs ont développé un modèle informatique qui a utilisé les changements d'altitude pour calculer le volume de matériau du fond marin perdu.
Ils ont trouvé que, globalement, l'élévation du fond marin a diminué sur les cinq sites, dans des quantités allant de 0,09 mètre à 0,8 mètre. Les cinq zones de récifs ont également perdu de grandes quantités de corail, sable, et d'autres matériaux du fond marin à l'érosion.
« Nous avons constaté des taux d'érosion plus faibles - et même des augmentations localisées de l'élévation du fond marin - dans les zones qui étaient protégées, près des refuges, ou éloignés des centres de population humaine, ", a déclaré Yates. "Mais ceux-ci n'étaient pas suffisamment importants pour compenser le modèle d'érosion à l'échelle de l'écosystème sur chacun de nos sites d'étude."
À l'échelle mondiale, plus de 200 millions de personnes vivent dans des communautés côtières protégées par les récifs coralliens, qui servent de barrières naturelles contre les tempêtes, vagues et érosion. Ces écosystèmes sont également porteurs d'emplois, fournissent environ un quart de toutes les récoltes de poissons dans les océans tropicaux, et sont d'importants sites de loisirs et de tourisme.
"Les systèmes de récifs coralliens sont reconnus depuis longtemps pour leur importante valeur économique et écologique, " dit John Haines, Coordinateur de programme du programme de géologie côtière et marine de l'USGS. "Cette étude nous dit qu'ils ont un rôle essentiel dans la construction et le maintien de la structure physique du fond marin côtier, qui soutient des écosystèmes sains et protège les communautés côtières. Ces importants services écosystémiques pourraient être perdus d'ici la fin de ce siècle, et les communautés voisines devront peut-être trouver des moyens de compenser ces pertes. »
L'étude a réuni des écologistes et des ingénieurs côtiers, qui prévoient d'utiliser les résultats pour évaluer les risques pour les communautés côtières qui dépendent des récifs coralliens pour se protéger des tempêtes et autres dangers.
