L'ouragan Matthew a entraîné une augmentation des nutriments se déversant dans l'estuaire de la rivière Neuse en Caroline du Nord. Crédit :NASA
Arthur, Berthe, François, Joséphine. Ana, Joaquin, Hermine, Matthew—chacun pourrait être le nom d'un enfant préféré. Mais en fait, ce sont des termes pour quelque chose qui est loin d'être une bonne nouvelle :les ouragans.
Tous ont touché la côte de la Caroline du Nord entre 1996 et 2016, laissant la destruction dans leur sillage. Les dommages comprenaient des estuaires inondés de nutriments en excès, entraînant une augmentation des proliférations d'algues, les poissons morts et les zones mortes.
"En l'espace de 20 ans, côtière de la Caroline du Nord a été touchée par une augmentation importante du nombre d'ouragans, ainsi que deux crues de 500 ans :les ouragans Floyd en 1999 et Matthew en 2016, " dit Hans Paerl, un scientifique de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill. "Mais la tendance ne se limite pas à la Caroline du Nord. Elle s'étend à tous les bassins américains de l'Atlantique Nord et du Pacifique."
les ouragans de Caroline du Nord, dont Harvey, Irma et Maria en 2017, reflètent probablement une augmentation globale de la catégorie 2 et des tempêtes plus élevées, déclarent Paerl et ses collègues dans un article récemment publié dans la revue Biogeochemistry.
Avertissement de tempête :estuaire de la rivière Neuse en Caroline du Nord
Les scientifiques ont entrepris de raconter comment deux décennies d'ouragans ont affecté le deuxième plus grand estuaire des États-Unis :la rivière Neuse en Caroline du Nord, qui se jette dans Pamlico Sound. La National Science Foundation (NSF) a soutenu la recherche par le biais de ses programmes d'océanographie biologique et d'océanographie chimique, y compris une subvention de réponse rapide accordée après l'ouragan Matthew en 2016.
Les impacts côtiers de l'ouragan Matthew étaient si importants qu'ils pouvaient être vus de l'espace. Crédit :M.L. Parker, UNC-Chapel Hill
"Une manifestation du changement climatique peut être une fréquence plus élevée de tempêtes, " a déclaré David Garrison, directeur de programme à la Division des sciences océaniques de la NSF. "Cette étude fournit des informations précieuses sur la façon dont les estuaires côtiers seront touchés."
Ajout de Paerl, « Comprendre comment une augmentation des événements extrêmes tels que les ouragans affecte les écosystèmes côtiers est essentiel pour se préparer à un avenir plus orageux. »
Avec le scientifique Christopher Osburn de la North Carolina State University et d'autres collègues, Paerl a utilisé un ensemble de données à long terme pour découvrir comment les ouragans ont affecté le flux de nutriments dans l'estuaire de la rivière Neuse et le détroit de Pamlico. L'équipe a suivi les changements dans les populations de phytoplancton - la base du réseau trophique - et dans les habitats de pêche.
Pendant l'ouragan Matthew, les eaux de crue ont entraîné des matériaux terrestres dans l'estuaire de la Neuse. Crédit :B. Abare, UNC-Chapel Hill
Observations à long terme nécessaires
Depuis 1994, la rivière Neuse a été le site d'un effort à long terme d'évaluation de la qualité de l'eau et de l'habitat :le programme de modélisation et de surveillance de l'estuaire de la rivière Neuse. En 2000, les scientifiques ont élargi la recherche, placer des capteurs sur les ferries qui sillonnent le détroit de Pamlico. Ces projets, dit Paerl, « a fourni des données de base par rapport auxquelles nous avons évalué les changements à court terme [deux semaines] et à plus long terme [plusieurs mois] résultant des ouragans. »
Les effets sur les bassins versants côtiers étaient clairs à partir des images satellites obtenues avant et après le passage des tempêtes, selon Paerl.
Les impacts comprenaient une augmentation du débit d'eau douce, inondations et érosion, et d'énormes apports de nutriments et de matière organique provenant des zones humides et des marais. La matière organique englobe tout, des tontes de gazon, feuilles, tiges de maïs et paille au fumier, boue, déchets de bois et de transformation des aliments.
Les nutriments contenus dans les eaux de crue des ouragans entraînent des proliférations d'algues comme celle illustrée ici. Crédit :Pamlico Riverkeeper, Pont de bruyère
Ouragans, zones mortes côtières et climat
La matière organique qui se déverse dans l'estuaire de la Neuse est convertie en dioxyde de carbone (CO2) par les bactéries, puis rejeté dans l'atmosphère. Lors de l'ouragan Irene en 2011, une tempête de catégorie 2, autant de CO2 a été rejeté dans l'atmosphère qu'il est absorbé chaque année par le phytoplancton de Pamlico Sound.
« Les ouragans entraînent d'importants rejets de nutriments et de matière organique à partir des bassins versants, " dit Paerl. " Ces nutriments sont ensuite acheminés vers les eaux côtières, changer la biogéochimie des écosystèmes côtiers.
Des niveaux plus élevés de nutriments ont entraîné des proliférations d'algues et des eaux de fond pauvres en oxygène dans l'estuaire de la rivière Neuse et le détroit de Pamlico. Les morts de poissons et de crustacés ont signalé le développement de zones mortes.
Après les ouragans, les scientifiques ont prélevé des échantillons de rivières en crue pour voir comment les cours d'eau avaient changé. Crédit :Christopher Osburn
« De grandes quantités d'eaux de crue et de matière organique ont créé du carburant pour développer des « zones mortes » dans tout l'estuaire, " a déclaré Paerl. " Dans les décharges après les ouragans Floyd et Matthew, ces zones mortes sont devenues suffisamment grandes pour affecter les habitats des coquillages et des poissons sur des kilomètres. » La mortalité des poissons a duré des mois.
Comprendre comment les écosystèmes côtiers réagissent aux ouragans et autres tempêtes majeures, y compris le nord-est et les orages violents, dit Paerl, « est important à un moment où de tels événements météorologiques extrêmes deviennent de plus en plus fréquents et intenses ».
Cette vue d'ensemble des effets des ouragans sur les estuaires indique également que l'augmentation du CO2 dans les eaux côtières peut avoir un effet sur le climat. « Les impacts de ces impulsions rares mais importantes de nutriments sur les écosystèmes côtiers sensibles sont pour la plupart inconnus, " a déclaré Paerl.
Ophélie et Béryl, Earl et Ernesto :ouragans qui frappent la côte de la Caroline du Nord depuis 2005. Comment s'appelleront les prochains ouragans ? Et comment l'estuaire de la rivière Neuse et le détroit de Pamlico, ainsi que les écosystèmes marins le long de la côte est des États-Unis, résisteront-ils aux tempêtes ? Paerl, Osburn et d'autres chercheurs parcourent des kilomètres de débris d'ouragan pour découvrir les réponses.
