Une tempête d'octobre 2017 a exposé les zones humides à l'action des vagues et à l'enfouissement par le sable de la plage sur les rives du lac Michigan à Illinois Beach State Park. Crédit :Ethan Theuerkauf
L'érosion du littoral peut transformer les zones humides d'eau douce de bassins de stockage de carbone en sources de carbone, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Illinois State Geological Survey. L'action des vagues et les niveaux d'eau élevés balaient les sols et les plantes à un rythme beaucoup plus élevé que la nature ne peut les remplacer. Une mesure précise de ce déséquilibre du bilan carbone peut aider à mieux hiérarchiser les efforts de gestion côtière et à améliorer les modèles mondiaux du cycle du carbone.
Les zones humides d'eau douce représentent jusqu'à 95 pour cent de toutes les zones humides (d'eau douce et marines) et ont l'un des taux de stockage de carbone les plus élevés de tous les environnements, les chercheurs ont dit.
« Il y a beaucoup de zones humides côtières ici dans la région des Grands Lacs et elles sont reconnues comme d'importants réservoirs de stockage de carbone, " dit Ethan Theuerkauf, un chercheur de l'Illinois State Geological Survey et co-auteur de l'étude. "Mais, nous voulons savoir comment l'érosion et le changement du paysage peuvent altérer cette capacité de stockage de carbone. Cela n'a jamais été exploré auparavant."
Les chercheurs ont développé un nouveau modèle qui fonctionne comme ceux qui évaluent les bilans de carbone des environnements côtiers d'eau salée, mais avec des modifications pour tenir compte des caractéristiques uniques des écosystèmes d'eau douce. Les résultats sont publiés dans la revue Rapports scientifiques .
Le parc d'État de l'Illinois Beach, situé le long de la rive du lac Michigan, juste au nord de la région de Chicago, est un environnement côtier qui n'a pratiquement pas été perturbé par l'empiètement humain. Cela en fait un endroit idéal pour une étude qui se concentre sur l'évolution du paysage au fil du temps, les chercheurs ont dit.
Katie Braun, la gauche, recueille des carottes de sédiments pour évaluer la composition et l'âge du carbone des terres humides. Droit, carotte de sédiments après avoir été retirée du sol. Crédit :Ethan Theuerkauf
La collecte d'une série de carottes de sol verticales a permis à l'équipe de déterminer l'âge et la quantité de carbone présent dans des couches de sol intactes, sable et végétation. "Nous commençons par échantillonner près du rivage et nous nous dirigeons vers l'intérieur, la collecte des différents environnements comme les plages, dunes, les zones humides et ainsi de suite, " a déclaré Katherine Braun, un chercheur de l'ISGS et auteur principal de l'étude. "C'est comme remonter le temps verticalement et horizontalement."
L'étude a révélé un grand décalage entre le temps qu'il faut au carbone pour s'accumuler et le temps qu'il faut pour s'éroder, dit Braun. "Dix pour cent de ce qui a mis 500 ans à s'accumuler a disparu en six mois. Cette zone humide - ou réservoir de carbone, si vous l'examinez du point de vue du budget carbone, cela a pris un coup permanent. Le rythme auquel les zones humides peuvent se reconstituer ne pourra jamais rattraper le rythme auquel elles ont été érodées. »
La période d'étude coïncide avec les niveaux d'eau les plus élevés du lac Michigan depuis environ 30 ans, Theuerkauf a dit, et il croit que c'est un contributeur majeur aux taux élevés d'érosion. "Beaucoup penseraient que les tempêtes seraient la principale source d'érosion, mais nous avons constaté que l'attaque des vagues moins violente mais chronique des eaux agitées, combiné avec le niveau plus élevé du lac, semblent être le coupable ici."
Matériel de zone humide de cinq cents ans exposé et érodé de la rive du lac Michigan au cours de l'été 2017. Crédit :Ethan Theuerkauf
La surveillance des sites sur le terrain après les tempêtes a permis aux chercheurs de conclure que les grandes tempêtes provoquées par l'action des vagues ont enseveli les zones humides sous d'importants dépôts de sable. "Ces dépôts de sable inhibent le stockage supplémentaire de carbone, mais aussi jouer un rôle protecteur en ralentissant l'érosion supplémentaire et l'exportation, " a déclaré Braun.
Les chercheurs prévoient de poursuivre cette étude en suivant le devenir du carbone érodé. "Ce carbone peut se redéposer ailleurs dans le lac Michigan, ou il pourrait se retrouver dans l'atmosphère, " Theuerkauf a déclaré. " Notre travail continu nous permettra d'étendre l'étude à travers les paramètres spatiaux, pas seulement le temps et pas seulement autour de la région des Grands Lacs. Le modèle peut être appliqué à presque toutes les zones côtières d'eau douce."
