La réduction de la « zone morte » annuelle du golfe du Mexique à la taille du Delaware nécessitera une réduction de 59 % de la quantité d'azote qui s'écoule le long du fleuve Mississippi d'aussi loin que la Corn Belt.

C'est la principale conclusion d'une nouvelle étude qui a utilisé quatre modèles informatiques pour voir ce qu'il faudrait pour atteindre l'objectif de longue date mais insaisissable de réduire d'environ les deux tiers de la taille de la zone hypoxique estivale du golfe du Mexique, une zone peu ou pas d'oxygène qui peut tuer des poissons et d'autres espèces marines.

Dans une étude dont la publication en ligne est prévue le 31 juillet dans Actes de l'Académie nationale des sciences , les chercheurs concluent que même si l'objectif est encore atteignable, l'atteindre nécessitera de nouvelles approches audacieuses appliquées à grande échelle dans les zones agricoles en amont.

Dans son plan d'action pour la zone hypoxique du golfe du Mexique, un panel intergouvernemental a récemment prolongé jusqu'en 2035 la date limite pour atteindre l'objectif d'un 1, 950 milles carrés (5, 000 kilomètres carrés) zone morte, ce qui serait à peu près la taille du Delaware. La taille moyenne quinquennale la plus récente de la zone morte du golfe est de 5, 410 milles carrés (14, 024 kilomètres carrés).

Le ruissellement des terres agricoles contenant des engrais et des déchets d'élevage est la principale source d'azote et de phosphore qui causent la zone hypoxique du golfe du Mexique, qui est également connu comme une zone morte.

"En fin de compte, nous n'atteindrons jamais l'objectif du plan d'action de 1, 950 miles carrés jusqu'à ce que des mesures plus sérieuses soient prises pour réduire la perte d'engrais du Midwest dans le système du fleuve Mississippi, " a déclaré Don Scavia, écologiste aquatique de l'Université du Michigan, auteur principal de l'article du PNAS.

Chaque juin, Scavia et ses co-auteurs utilisent des modèles informatiques pour prédire la taille de la zone hypoxique du golfe du Mexique dans les prévisions émises par la National Oceanic and Atmospheric Administration. Les prévisions 2017 de la NOAA pour le golfe du Mexique prévoient une zone morte d'environ 8, 000 milles carrés, ou à peu près de la taille du New Jersey, qui serait le troisième plus grand jamais enregistré.

Dans leur étude, les chercheurs soulignent que peu de progrès ont été réalisés dans la réduction des niveaux de nutriments dans les rivières qui se jettent dans le golfe du Mexique ou la taille de la zone hypoxique elle-même.

Les concentrations dans les rivières du nitrate composé azoté n'ont pas diminué depuis les années 1980. Et la moyenne mobile actuelle sur cinq ans de la charge de nitrate livrée dans le golfe du Mexique n'est pas significativement différente de la référence 1980-96, malgré le fait que les programmes de conservation du Farm Bill des États-Unis ont dépensé plus de 28 milliards de dollars dans les 20 États du bassin du Mississippi depuis 1995.

"Il est clair que quelque chose de plus ou quelque chose de différent est nécessaire, " Scavia et ses collègues ont écrit dans PNAS. " Peu importe si l'objectif de réduction de charge est de 30 pour cent, 45 % ou 59 % si les ressources sont insuffisantes pour effectuer des réductions, même modestes. »

Les voies potentielles pour réduire les niveaux d'azote et de phosphore comprennent la modification des taux d'application d'engrais, l'utilisation de cultures de couverture (cultures à croissance rapide plantées pour éviter l'érosion des sols), améliorer la gestion globale des éléments nutritifs, et rechercher des alternatives aux biocarburants à base de maïs.

« Il est temps de se demander ce qui empêche une mise en œuvre plus étendue de certaines ou de toutes ces stratégies, " ont écrit les auteurs, qui sont basés à U-M, Université d'État de Caroline du Nord, Université d'État de Louisiane et College of William &Mary.

En février 2015, le groupe de travail sur les éléments nutritifs du bassin hydrographique du Mississippi et du golfe du Mexique, une coalition fédérale, agences étatiques et tribales, repoussé à 2035 l'objectif de réduire la zone hypoxique du golfe à 1, 950 milles carrés. Le groupe de travail s'est également mis d'accord sur un objectif intermédiaire de réduction de 20 % de la quantité d'azote entrant dans le golfe du Mexique d'ici 2025.

Dans leur étude de modélisation, les chercheurs ont examiné les impacts probables de la réduction de 20 % de l'azote et ont conclu qu'elle entraînerait une baisse de 18 % de la taille de la zone morte à long terme, bien qu'il puisse ne pas avoir d'effet mesurable dans les cinq à 10 prochaines années.

Bien que l'azote ait été historiquement considéré comme le principal élément nutritif de l'hypoxie dans le golfe du Mexique, une « stratégie à deux éléments nutritifs » consistant à réduire à la fois l'azote et le phosphore semble être l'approche de gestion la plus prudente, selon Scavia et ses co-auteurs.

La réduction d'azote de 59 pour cent nécessaire pour réduire la zone morte à la taille du Delaware est supérieure à la réduction de 45 pour cent demandée dans le plan d'action le plus récent du groupe de travail du golfe. Il est également supérieur aux recommandations faites pour les autres systèmes souffrant de niveaux élevés de nutriments, y compris le lac Érié et la baie de Chesapeake.

Scavia et ses collègues affirment que la nouvelle étude marque la première fois que plusieurs modèles sont synthétisés pour développer une estimation consensuelle de la façon dont un système hypoxique réagira aux réductions de la charge en nutriments.

Les incertitudes incluent les impacts potentiels du changement climatique :La fréquence, l'intensité et le calendrier des sécheresses et des inondations devraient changer dans une grande partie des États-Unis, ce qui pourrait affecter à la fois le moment et la quantité de nutriments livrés dans le golfe du Mexique.

Malgré les incertitudes, les résultats de l'équipe montrent que la réponse de la zone d'hypoxie aux réductions d'azote "est robuste à travers des modèles sensiblement différents et indépendants, fournir une confiance accrue que la réduction de charge proposée permettra d'atteindre les objectifs de gestion, " selon les chercheurs.