La diminution de l'oxygène dans les masses d'eau est un problème environnemental dans les lacs et les étangs du monde entier. Ce phénomène, qui modifie les conditions des écosystèmes aquatiques continentaux, semble être lié au réchauffement climatique.

C'est la conclusion la plus pertinente d'un nouvel article publié dans la revue Science de l'environnement total .

Reconstituer l'histoire climatique des 500 dernières années avec la plus haute résolution était l'objectif principal de l'équipe scientifique, qui a concentré l'activité sur le lac Montcortès (Lleida), à 1027 mètres d'altitude. Ce lac ─le seul lac de montagne karstique de Catalogne─ couvre une superficie de 0, 14 mètres carrés, et est de 30 mètres de profondeur. Il est intégré au Plan des Zones d'Intérêt Naturel (PEIN) de la Generalitat de Catalunya et au réseau Natura 2000.

Du petit âge glaciaire à l'anthropocène

En particulier, les experts ont analysé la transition de la variabilité naturelle du climat dans le lac de la fin du petit âge glaciaire -une période froide du milieu du 14e siècle- au 21e siècle. L'objectif final était de définir les caractéristiques du changement climatique au 21ème siècle et de découvrir l'origine naturelle ou anthropique des phénomènes liés à la variabilité climatique des 500 dernières années, une période avec des émissions de gaz d'origine anthropique de la période industrielle qui altèrent le signal climatique naturel.

Les experts ont appliqué des techniques paléoclimatiques et paléolimnologiques à haute résolution temporelle, comme l'étude des sédiments lacustres varvés ─fichier géologique d'une valeur géologique exceptionnelle─ et plusieurs indicateurs des niveaux d'hypoxie des eaux profondes et de la stratification de la colonne d'eau dans le lac.

Au cours des 500 dernières années, plusieurs épisodes importants d'oxygénation des masses d'eau du lac ont eu lieu, les experts disent. "Pendant de nombreuses années, on pensait que le lac de Montcortès subissait à peine une oxygénation. Il était considéré comme un lac méromictique, où les eaux profondes ne se mélangent pas aux eaux de surface, " dit la conférencière Teresa Vegas-Vilarrúbia, du Département de biologie évolutive, Écologie et sciences de l'environnement de l'UB. « Depuis 1900, la population humaine a été réduite sur la commune de Montcortès et dans le Pallars, une tendance contraire à celle montrée dans les populations d'autres lacs, qui sont affectées par une récente hypoxie d'origine anthropique."

Ce déclin des activités humaines autour du lac s'est maintenu jusqu'à présent et a favorisé –entre autres processus- la réoxygénation de la colonne d'eau. Cependant, depuis 1970, l'oxygénation des masses d'eau s'est à nouveau affaiblie et la présence de bactéries photosynthétiques soufrées a augmenté. Ce sont des indicateurs de conditions d'hypoxie ou de manque d'oxygène. Ce processus coïncide avec l'augmentation des températures atmosphériques maximales et minimales annuelles.

"Les preuves des dernières décennies –continue Vegas-Vilarrúbia- montrent que le réchauffement climatique joue un rôle central dans la perte d'oxygène dissous (hypoxie et anoxie) dans les masses d'eau continentales, que l'anoxie soit d'origine naturelle ou d'origine humaine (eutrophisation, exploitation des ressources hydriques, etc.). Le cas du lac de Montcortès est particulier et il montre le lien entre le réchauffement climatique actuel et la perte d'oxygène dissous."

Quand le changement climatique a un impact sur les lacs

Au niveau mondial, les scénarios climatiques futurs prédisent une hausse globale des températures, des épisodes de sécheresse de plus en plus fréquents, plus d'émissions de gaz à effet de serre et plus de menaces pour la préservation de la biodiversité. Dans l'écosystème lacustre, des températures plus élevées peuvent entraîner une intensification de la perte d'oxygène et de la stratification de la colonne d'eau, un procédé qui favorise des conditions de méromixie ou des eaux ne se mélangeant pas.

Concernant le lac de Montcortès, tout porte à croire qu'il a une bonne alimentation en eau phréatique qui pourrait le rendre résistant à l'impact des sécheresses futures. Cependant, cela pourrait être différent dans de nombreux autres lacs de montagne de la péninsule ibérique, où le rabattement pourrait provoquer des changements de régime de mélange ou même l'assèchement partiel ou total dans les eaux peu profondes.

« Un moyen de réduire l'impact futur sur le lac de Montcortès est de procéder à un contrôle précis sur les variations de température et d'oxygénation du lac et ses effets dérivés. Ces données aideraient à minimiser l'impact et nous aideraient également à contrôler la incorporation de matière organique issue des activités qui se déroulent dans le bassin, " conclut la conférencière Teresa Vegas-Vilarrúbia. La nouvelle étude, publié dans la revue Science de l'environnement total , a été financé par le ministère de l'économie, Industrie et Compétitivité, dans le cadre d'un projet du Plan National de R&D.

Reconstruire le climat d'autrefois

Une bonne interprétation paléoclimatique des enregistrements sédimentaires d'origine lacustre dépend de la bonne connaissance des réponses climatiques actuelles dans le lac. Selon les experts, déterminer les éléments des systèmes lacustres –benthiques ou abiotiques- qui répondent au changement climatique est un défi. De nombreux éléments peuvent répondre simultanément à des facteurs externes (pollution, érosion des sédiments, etc.) et il est généralement difficile d'établir un lien clair entre les changements observés et le réchauffement climatique. Aussi, la réponse non linéaire de certains de ces éléments au changement climatique ajoute plus de complications au système d'étude.

Les épisodes actuels d'oxygénation du lac et sa relation avec la température atmosphérique pendant trois années consécutives ont également été rassemblés dans un article de la même équipe scientifique récemment publié dans la revue Palaeography, Paléoclimatologie, Paléocologie. Les chercheurs prévoient d'élargir la ligne de recherche avec un nouveau projet sur ces processus. L'étude haute résolution avec indicateurs de temps, Les relevés climatiques et les techniques statistiques sont certainement bien choisis comme éléments méthodologiques pour aider à révéler de nouveaux doutes sur les secrets du climat passé du lac de Montcortès.