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    Démêler l'écologie surprenante de la poussière

    Une tempête de poussière s'approche de Phoenix. Crédit :ALAN STARK/FLICKR

    Haut dans les névés au sommet des montagnes Rocheuses du Colorado, les choses ne sont plus aussi vierges qu'avant. La poussière du désert du Sud-Ouest vogue dans les Rocheuses en quantité croissante et se dépose sur la neige qui recouvre les sommets, striant souvent la surface blanche avec des nuances de rouge et de brun.

    La quantité de poussière qui se dépose sur la neige varie d'une année à l'autre. De 2005 à 2008, environ cinq fois plus de poussière est tombée sur les Rocheuses que pendant les années 1800, et ces années sont caractérisées par les chercheurs comme modérément poussiéreuses, selon une étude récente. En 2009 et 2010, cependant, les Rocheuses ont vu un scénario de poussière extrême, avec la quantité de poussière soufflée sur les montagnes qui s'est multipliée jusqu'à cinq fois plus que ces années modérées. La cause, disent les scientifiques, augmentait la sécheresse – liée au réchauffement climatique – et le développement humain.

    Parce que plus sombre, la neige mouchetée de poussière absorbe plus d'énergie solaire et se réchauffe plus rapidement que la neige blanche pure, cela signifie que la couverture neigeuse fond plus tôt, beaucoup plus tôt. "Ce n'est pas subtil du tout, " a déclaré Jeff Deems, chercheur au National Snow and Ice Data Center à Boulder, Colorado. "Il y a une différence de 30 à 60 jours dans la fonte. Sur un plus grand bassin versant, c'est énorme."

    Avec la disparition de la neige plus tôt et la saison de croissance considérablement prolongée, les plantes consomment plus d'eau et la transpirent dans l'atmosphère. C'est de l'eau qui irait autrement dans les ruisseaux mais qui est maintenant perdue, et Deems dit que cela se traduit par 5 pour cent d'eau en moins s'écoulant dans le fleuve Colorado pendant les années poussiéreuses, un montant important. Le rythme plus rapide de la fonte des neiges a également une cascade d'effets, avec le plus sombre, sol nu absorbant plus de chaleur et réchauffant l'atmosphère.

    Le même phénomène se produit dans d'autres chaînes de montagnes à travers le monde, notamment l'Himalaya et les montagnes du Caucase, où paissent, désertification, et le développement ont lieu en amont des glaciers et des terrains enneigés, augmentant le dépôt de poussière sur ces surfaces.

    Les principaux impacts d'un réchauffement climatique sont bien connus :températures plus élevées, des tempêtes de plus en plus intenses, fonte des glaciers et de la banquise, climats plus secs dans de nombreuses régions et plus humides dans d'autres. Mais certains chercheurs disent qu'un élément majeur du changement climatique est négligé :la poussière. La poussière joue un rôle fondamental dans les processus écologiques du monde, et la dynamique de la poussière change à mesure que le climat change.

    Bien que la question soit mal étudiée, il est clair que la dynamique de la poussière évolue de deux manières principales. Les humains sont la principale cause d'une quantité croissante de poussière dans l'atmosphère. En tant qu'agriculteur, pâturage, et d'autres développements dans des endroits tels que la Corne de l'Afrique ou le sud-ouest des États-Unis se sont étendus plus profondément dans les régions arides, la végétation est détruite, exposer le sol à l'érosion éolienne. En outre, l'augmentation de la sécheresse due au réchauffement climatique est une cause majeure du problème de la poussière, en tuant la végétation et en désenrobant le sol, lui permettant de devenir porté par le vent.

    La poussière recouvre la neige dans les montagnes de San Juan au Colorado au cours d'une année de poussière extrême en 2009. Crédit :CHRIS LANDRY/CENTER FOR SNOW AND AVALANCHE STUDIES

    Cela a des effets à la fois positifs et négatifs. Plus de poussière, par exemple, signifie plus de nutriments et de minéraux, comme le fer, sont transportés sur de longues distances, qui stimule la croissance du plancton océanique, maillon essentiel de la chaîne alimentaire marine. Mais des quantités croissantes de poussière pourraient causer de graves problèmes dans certaines parties du monde, de la diminution du débit d'eau dans certaines régions montagneuses à l'augmentation de l'exposition humaine aux agents pathogènes transmis par la poussière, un problème de santé croissant.

    Aux Etats-Unis, l'évaluation nationale du climat de 2017 a révélé que les températures plus chaudes réduisent l'humidité du sol dans certaines parties de l'Ouest, et prédit également plus de sécheresse dans les années à venir. Ces facteurs tuent la végétation qui maintient le sol en place et ont déjà conduit à davantage de tempêtes de poussière. Et les vents qui soufflent de l'océan Pacifique augmentent à mesure que les températures de l'océan se réchauffent. Cette, à son tour, attire des vents du nord plus secs qui aspirent l'humidité du sol dans le sud-ouest des États-Unis. La fréquence des tempêtes de poussière là-bas a plus que doublé depuis les années 1990 - passant de 20 par an à 48 dans les années 2000 - et continuera probablement d'augmenter, selon une étude.

    De l'autre côté du monde, les conditions météorologiques dans certaines régions ont changé d'une manière différente. Les précipitations dans le Sahara ont augmenté en raison des températures plus chaudes de l'océan, ce qui signifie moins de poussière soufflée vers l'ouest à travers l'océan Atlantique. Les tempêtes de poussière ont également diminué dans les déserts de Chine et d'Amérique du Sud et devraient être plus faibles dans les grandes plaines des États-Unis, tout cela en raison d'une augmentation des précipitations qui stimule la croissance des plantes, qui recouvre le sol.

    La poussière péripatéticienne est un phénomène géologique ancien et vital car la poussière transporte des nutriments qui régulent la distribution de la vie sur la planète. Une étude récente a révélé que la poussière du désert de Gobi, l'une des deux principales sources de poussière au monde, avec le Sahara - a longtemps chevauché le courant-jet et s'est installé dans les Sierras en Californie, où il fournit une source essentielle de phosphore vital pour les séquoias géants et autres arbres dans cet écosystème limité en phosphore. L'étude a révélé que la poussière fournit encore plus de phosphore que l'autre source majeure, l'altération du substrat rocheux dans les montagnes.

    "La poussière est un connecteur d'écosystèmes à travers le monde, " dit Emma Aronson, phytopathologiste et microbiologiste à l'Université de Californie à Riverside et co-auteur de l'étude.

    La poussière riche en nutriments est essentielle, également, dans les océans. "Les dépôts de poussière fournissent des nutriments qui sont en très, approvisionnement très rare, " a déclaré Jason Neff, professeur de biogéochimie environnementale à l'Université du Colorado. "Le fer, phosphoreux, azote, carbone, et d'autres micronutriments en haute mer conduisent à une productivité marine plus élevée. suivi d'une autre grosse tempête de poussière, causé un énorme pic de croissance du phytoplancton dans la mer de Tasman en raison des niveaux élevés de fer dans le sol soufflé par le vent. De telles proliférations de phytoplancton peuvent extraire des quantités substantielles de dioxyde de carbone de l'atmosphère lors de la photosynthèse des algues marines.

    Les nuages ​​de poussière et les particules d'aérosol qu'ils contiennent ont d'autres impacts majeurs sur le climat, comme le blocage de la lumière du soleil se dirigeant vers la Terre. Mais ce domaine de recherche est jeune et complexe, et la science manque, ajoutant de l'incertitude aux futurs modèles climatiques. "La manière dont les aérosols affectent le climat dépend de leur taille, leur couleur, leur hauteur dans l'atmosphère, comment ils interagissent avec la vapeur d'eau, " a déclaré Neff. " Les aérosols sont un domaine difficile, car ils peuvent réchauffer ou refroidir selon leur composition et leur emplacement."

    Une énorme tempête de poussière en Australie en 2009, connue sous le nom d'Aube rouge, vu du front de mer de Sydney. Crédit :WILF/FLICKR

    Un impact prouvé d'une augmentation de la poussière est sur la santé humaine. Aux Etats-Unis., une augmentation des tempêtes de poussière entraîne de nombreux autres cas de fièvre de la vallée, un champignon qui vit dans les sols désertiques, devient en suspension dans l'air sous forme de poussière, et est ensuite inhalé. Le nombre de cas de fièvre de la vallée a considérablement augmenté en Arizona et en Californie ces dernières années. En 2000, La Californie et l'Arizona ont signalé un total de 2, 757 cas de fièvre de la vallée. Ce nombre est passé à 22, 164 en 2011 après plusieurs années extrêmement poussiéreuses. Les deux États ont signalé 11, 459 cas de fièvre de la vallée l'année dernière, avec 57 décès survenus en Arizona. Cette forte augmentation est due non seulement à l'augmentation du vent et de la sécheresse, mais à un développement croissant, y compris la construction de projets d'énergie solaire à grande échelle.

    "Dans tous ces ranchs solaires installés là-bas, surtout dans le Mojave, il y a d'énormes zones en cours de classement, toute la végétation est enlevée, et ils le maintiennent classé parce qu'ils ne veulent pas que la végétation interfère avec ces panneaux solaires, " a déclaré Antje Lauer, un écologiste microbien à la California State University à Bakersfield qui étudie la maladie. Les modèles changeants de sécheresse et de pluie favorisent également les spores qui causent la fièvre de la vallée. Les terrains d'entraînement militaire au Texas et en Californie créent des nuages ​​de poussière si gros qu'ils sont visibles depuis les satellites.

    Au Japon, cas de maladie de Kawasaki, une maladie rare qui, entre autres, provoque une inflammation des vaisseaux sanguins, en particulier les artères coronaires - ont augmenté. La bactérie ou le virus (personne n'en est sûr) peuvent voyager lors d'événements connus sous le nom de poussière jaune, des tempêtes qui soufflent du désert de Gobi.

    Des vents chargés de poussière qui soufflent sur une partie de l'Afrique centrale pendant la saison sèche, de l'océan Atlantique à la mer Rouge, créer quelque chose appelé la ceinture de la méningite, ainsi appelé en raison de l'éruption des épidémies de la maladie bactérienne là-bas.

    Aux Etats-Unis., Phénix et Tucson, L'Arizona est le point zéro pour les haboobs géants - un terme arabe pour les tempêtes de poussière - agités par des vents intenses provenant d'orages qui peuvent atteindre un kilomètre de haut et engloutir des villes entières. Phoenix en reçoit en moyenne trois par an. Les haboobs sont le troisième type de temps le plus dangereux en Arizona, après les températures extrêmes et les crues soudaines, car ils augmentent soudainement et sans avertissement, réduisant considérablement la visibilité et provoquant des accidents de la circulation. Ils sont également porteurs de maladies, bactéries, les matières fécales des parcs à bestiaux, désherbants, et les pesticides et autres polluants nocifs pour la santé humaine.

    Le rôle que joue la poussière dans les systèmes naturels de la terre commence seulement maintenant à devenir plus clair à mesure que l'impact de l'humanité sur la planète s'intensifie. Comme l'a expliqué l'équipe du chercheur Aronson dans son étude de la poussière du désert de Gobi qui s'envole vers les Sierras de Californie, "quantifier l'importance de la poussière … est crucial pour prédire comment les écosystèmes réagiront au réchauffement climatique et à une plus grande utilisation de la terre."


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