Un plongeur scientifique de la Coral Reef Research Foundation (CRRF) escalade un mur de récif à Palau à une profondeur de 90 mètres (295 pieds). Le plongeur était en mission pour photographier les écosystèmes coralliens mésophotiques et récupérer les jauges de température déployées l'année précédente. Crédit :Patrick Colin, CRRF
Les récifs coralliens du monde entier sont menacés par le réchauffement des températures océaniques, un des principaux moteurs du blanchissement des coraux. Les scientifiques utilisent régulièrement les données de température de surface de la mer collectées par les satellites pour prédire le stress induit par la température sur les communautés récifales, mais de nouvelles recherches montrent que les mesures de surface à elles seules peuvent ne pas prédire avec précision toute l'étendue du stress thermique sur les coraux plus profonds.
Une nouvelle étude menée par des scientifiques de la Scripps Institution of Oceanography de l'Université de Californie à San Diego et de la Coral Reef Research Foundation (CRRF) à Palau décrit une nouvelle approche pour prédire le stress induit par la température chaude sur les coraux de la surface de la mer à travers une étendue plus profonde allant de 30 à 150 mètres (100 à 500 pieds) connue sous le nom de zone mésophotique.
Les coraux à cette profondeur sont considérés par certains membres de la communauté scientifique comme étant plus à l'abri du réchauffement des océans que leurs homologues des eaux peu profondes. Mais l'équipe d'océanographie de Scripps a découvert que même dans les profondeurs, les coraux sont épisodiquement exposés à un stress thermique à des intervalles différents de ceux des coraux près de la surface.
Les chercheurs ont utilisé près de deux décennies d'ensembles de données, y compris le niveau de la mer, température de surface de la mer, et des observations de température qui variaient entre la surface et profondément dans la zone mésophotique - pour développer un outil de prévision de l'étendue verticale de la façon dont les coraux seront stressés par la température. Cette recherche a été menée sur trois sites de récifs autour de la nation insulaire des Palaos, situé dans l'océan Pacifique tropical.
Cette nouvelle approche pour mesurer et prédire le stress thermique sur les récifs coralliens est décrite dans une nouvelle étude publiée le 27 août dans la revue Lettres de recherche géophysique .
« Nous ajoutons maintenant la dimension de la profondeur au problème alors qu'avant nous ne faisions qu'effleurer la surface de ce que le stress thermique signifiait pour les coraux, " a déclaré Travis Schramek, candidat au doctorat Scripps, auteur principal de l'étude. "Nous voyons que le stress induit par la chaleur pénètre tout le chemin dans la zone mésophotique lors d'événements de blanchiment plus importants."
En plus d'examiner les données de température de surface de la mer recueillies par les satellites mondiaux, les scientifiques ont utilisé un réseau d'enregistreurs de température des récifs maintenus par des plongeurs du CRRF dans des endroits clés des Palaos jusqu'à des profondeurs de 90 mètres (295 pieds).
CRRF a maintenu cette gamme de jauges de température à travers Palau, s'étendant de la surface aux récifs mésophotiques depuis 1999. Seul un petit nombre de plongeurs dans le monde possède la formation, compétences, et l'équipement pour plonger en toute sécurité et régulièrement dans la zone mésophotique. L'un de ces rares plongeurs scientifiques est Pat Colin, directeur du CRRF et co-auteur de l'étude.
Depuis près de 20 ans, Colin et une petite équipe ont effectué des plongées hebdomadaires dans différents endroits des Palaos dans le cadre d'un programme de surveillance de la température à long terme. Les enquêtes pour évaluer le blanchissement dans la zone mésophotique sont très limitées, donc l'équipe Scripps, qui comprenait les scientifiques Mark Merrifield et Eric Terrill, ont trouvé les ensembles de données d'observation de Colin incroyablement précieux.
Les observations ont montré que les zones plus profondes présentent un blanchissement coïncidant avec les températures plus élevées, juste avec des récifs peu profonds.
"Notre compréhension de l'océan va vraiment continuer à être guidée par les observations. Les modèles sont vraiment informatifs, mais la façon dont nous les ancrons est d'observer le système terrestre, " a déclaré Schramek. " Avoir des observations comme celles que Pat a recueillies montre le pouvoir d'aller et de déployer des outils et d'observer la Terre d'une manière unique. "
Les chercheurs ont déclaré qu'ils espèrent que ces résultats susciteront davantage d'enquêtes sur les événements de stress thermique pour mieux comprendre la zone mésophotique à Palau et dans d'autres régions tropicales. Ils ont également examiné les enregistrements quotidiens des marégraphes de la station portuaire de Malakal à Palau de 1970 à 2017. Ces données, collecté par le Sea Level Center de l'Université d'Hawaï, a permis à l'équipe d'étudier les enregistrements régionaux du niveau de la mer dans la région.
Les eaux bleu sarcelle du lagon tombent rapidement dans l'océan profond dans la partie sud de Palau. Crédit :Travis Schramek, Scripps Institution d'océanographie, UC San Diego
En couplant des jeux de données sur le niveau de la mer et la température de la mer, Schramek a découvert que la hauteur de la surface de l'océan est un indicateur fort de la façon dont les températures de l'eau changent des dizaines de mètres en dessous. Lui et l'équipe ont ensuite utilisé ces données pour prédire les températures subies par les récifs coralliens vivant près de la surface, ainsi que ceux qui vivent dans des eaux plus profondes. Schramek a développé un algorithme pour appliquer les algorithmes de stress corallien acceptés à des profondeurs qui comprenaient le mésophotique plus profond, généralement considéré comme un refuge contre le stress thermique.
"Un résultat surprenant de l'étude est que les conditions océaniques le long des murs de récifs spectaculaires qui sont les limites de Palau sont très représentatives de l'ensemble du Pacifique occidental, " a déclaré Terrill, océanographe de Scripps. " En conséquence, nous avons eu un succès surprenant dans la prédiction de la structure verticale des champs de température auxquels les communautés coralliennes seraient exposées, même pendant les conditions El Niño."
Il a ajouté que les résultats suggèrent une promesse dans l'application de la méthode aux autres îles de cette région du Pacifique qui ne bénéficient pas des records de temps à long terme que Palau a à la suite de la campagne de mesure dédiée du CRRF.
Les nouvelles connaissances de l'équipe sur la façon de prédire le stress thermique sur les coraux profonds peuvent contribuer à une meilleure compréhension de l'ensemble du système récifal dans son ensemble, qui pourraient éclairer les efforts de conservation et les politiques visant à protéger cet écosystème précieux et diversifié.
"Maintenant que nous avons observé cet écosystème d'une manière unique, nous pouvons commencer à mieux évaluer comment les coraux de la zone mésophotique sont stressés, " a déclaré Schramek. " Si nous pouvons mieux comprendre comment ils sont stressés, alors nous pourrons mieux comprendre comment les protéger."
