Les grottes sont facilement oubliées lorsque le feu déchire la brousse, mais malgré leur robustesse, l'impact à long terme de fréquents, des saisons de feux sans précédent présentent un nouveau défi pour la géologie souterraine.

Des grottes célèbres dans des points chauds touristiques ont survécu au choc de la crise des feux de brousse en Australie cet été, mais la nature sans précédent des incendies présente une nouvelle incertitude pour ces écosystèmes souterrains uniques, selon un géologue de l'UNSW Sydney.

Les feux de brousse ont affecté de nombreux reliefs karstiques rares dans le sud-est de l'Australie, y compris les attractions touristiques populaires telles que le Jenolan, Grottes de Wombeyan et Buchan.

Professeur de l'UNSW Andy Baker, membre d'une équipe qui fut la première à étudier l'effet du feu sur les grottes et le karst, a déclaré qu'il s'agissait d'un domaine crucial à étudier en raison de la géodiversité et des valeurs uniques des reliefs. Les incendies ont touché plusieurs sites de recherche où le professeur Baker et ses collaborateurs étudient les effets du feu sur les grottes.

"Pensez à l'arche de marbre de Jenolan, Victoria Arch à Wombeyan ou le mont Sebastopol dans l'arc karstique de Macleay. Sébastopol, par exemple, est une montagne distinctive avec des valeurs autochtones importantes, ", a déclaré le professeur Baker.

"Les grottes sont des refuges et des habitats importants, comme les dortoirs de chauves-souris qui servent de sites de maternité ou d'hibernation. Mais qu'arrive-t-il aux populations de chauves-souris lorsque l'écosystème extérieur est brûlé ? Où vont-ils? Peuvent-ils survivre ? Nous ne savons pas.

"Nous pouvons également trouver des preuves d'incendies passés à travers des stalagmites - des dépôts minéraux qui s'élèvent du sol de la grotte - donc, tandis que les incendies détruisent ce qui est à la surface, le sous-sol le plus protégé est un bon endroit pour rechercher des informations climatiques historiques et pour replacer les incendies d'aujourd'hui dans leur contexte."

Les stalagmites sont le pendant des stalactites, qui poussent du plafond d'une grotte.

Le professeur Baker a déclaré qu'au cours des 12 prochains mois, il s'attendait à ce que les conséquences des incendies évacuent les nutriments vers le sous-sol, modifier l'hydrologie de la grotte et ralentir le processus de karstification (lorsque le calcaire est exposé à l'acide carbonique dans le sol et se dissout, il crée des reliefs distinctifs (karst).

"Certains changements hydrologiques peuvent être permanents ou durables, et le ralentissement de la karstification peut durer plusieurs années, " il a dit.

"Ces effets diminuent plus le feu est faible et plus la grotte est profonde."

Des incendies sans précédent pour les régions karstiques

Le professeur Baker a déclaré que les incendies avaient affecté de manière disproportionnée le karst de la Nouvelle-Galles du Sud, car il était concentré dans les parcs nationaux des principaux foyers, comme la zone du patrimoine mondial des Grandes Montagnes Bleues.

« De nombreuses zones ont déjà brûlé, mais c'est la première fois que nous voyons autant de sites brûler en même temps, dans la même saison des incendies—donc, la couverture spatiale est l'une des raisons pour lesquelles ces feux de brousse sont sans précédent, " il a dit.

"Les incendies sont également sans précédent en raison des zones de forêt tropicale qui ont brûlé, et ces zones contiennent du karst. Par exemple, la majeure partie du karst de Macleay au nord est une forêt tropicale subtropicale ou tempérée et certains des incendies ont brûlé la forêt tropicale subtropicale.

"C'est à Macleay que je craque avec un groupe qui comprend des pompiers volontaires et des scientifiques citoyens. Je n'y ai jamais vu d'incendies aussi étendus auparavant.

"C'est probablement la première fois qu'un incendie affecte la forêt tropicale depuis très longtemps parce que la forêt tropicale, contrairement aux autres forêts et arbres, n'a pas évolué et s'est adapté au feu - ces arbres ne devraient pas prendre feu - alors, il pourrait ne pas repousser et c'est une préoccupation majeure."

Le professeur Baker a travaillé avec Kempsey Speleological Society pour surveiller le climat et l'hydrologie de certaines grottes de la forêt pluviale tempérée et subtropicale de la région de Macleay depuis 2014.

"Un certain nombre de ces grottes ont été incendiées par les grands incendies de Carrai-Carrai East entre octobre et décembre de l'année dernière, " il a dit.

"Nous avons exploré une de ces grottes en novembre, dans ce qui a été l'un des premiers voyages de recherche pour étudier l'impact du feu sur le karst.

"Donc, notre ensemble de données de surveillance à long terme est désormais une référence rare et précieuse pour étudier les effets du feu sur le climat et l'hydrologie des grottes. »

Historique des incendies dans le karst

Le parc national de Yanchep, en Australie-Occidentale, était l'une des zones karstiques côtières dévastées par un incendie avant Noël.

Le professeur Baker s'est rendu ce mois-ci pour étudier l'impact de l'incendie de 2019 par rapport à un incendie en 2005 au même endroit.

Yanchep est également le principal site de recherche du nouveau projet de découverte de l'Australian Research Council du professeur Baker, qui vise à reconstituer l'historique des incendies à partir de stalagmites de grottes, une collaboration avec la chercheuse Pauline Treble de l'Australian Nuclear Science and Technology Organization (ANSTO).

La zone karstique a fait l'objet des premiers travaux des chercheurs sur les effets du feu sur les grottes et le karst et les implications pour la gestion des incendies, qui a débuté en 2013.

L'ANSTO a commencé à surveiller les grottes après qu'un intense incendie de forêt ait brûlé 1200 hectares du parc national de Yanchep en février 2005.

La surveillance, qui s'est poursuivi jusqu'en 2011, a examiné l'hydrologie et la chimie de l'eau s'infiltrant de la surface à la grotte.

Le professeur Baker a déclaré que les chercheurs, dirigé par Gurinder Nagra, alors étudiant honoré de l'UNSW, a publié les résultats en 2016 et il est devenu la première étude jamais réalisée sur les effets du feu sur les grottes.

"La recherche a montré que le feu a tué de grands arbres, et ainsi la surface n'était plus ombragée. Cela a rendu la surface plus chaude, augmentation de l'évaporation et, par conséquent, la grotte est devenue plus sèche, " il a dit.

"Les arbres morts ont laissé des dépôts de cendres à la surface et les composants solubles des cendres ont été transportés par l'eau jusqu'à la grotte. Les cendres solubles les plus abondantes sont des nutriments et donc, le feu a causé l'exportation de nutriments vers le sous-sol.

"Quoi de plus, les incendies ont diminué la quantité de calcaire dissous, ralentissant ainsi la croissance des stalagmites et des stalactites dans la grotte."

Le professeur Baker a déclaré que le karst de Yanchep était également important car les saisons distinctes de WA encourageaient des marques de croissance régulières sur les stalagmites, les rendant plus précis à des fins de datation et donc, mieux pour retracer l'historique des incendies.

« Les couches de croissance annuelles, comme les cernes des arbres, sont un moyen de dater les stalagmites, mais elles n'apparaissent que là où vous avez un climat annuel fort, " il a dit.

"Nous pouvons compter les années dans la chimie des stalagmites et si nous pouvons compter chaque année, alors nous savons exactement quand les incendies se sont produits, ce qui peut être assez intéressant."

Impact à long terme des incendies incertain

Le professeur Baker examine les données qu'il a collectées à Yanchep et attend avec impatience de nouvelles recherches, mais il a dit que l'impact à long terme du feu sur les grottes et le karst, en particulier, si des incendies sans précédent devenaient plus fréquents, était inconnu.

« Le feu est un processus naturel, c'est donc quelque chose qui s'est toujours produit. Mais si ces incendies sont sans précédent en raison de l'échelle spatiale du pays qui est brûlé, et les incendies se produisent simultanément et deviennent plus fréquents, alors cela devient quelque chose que les grottes n'ont jamais vu auparavant, " il a dit.

« Si un apport de nutriments plus régulier - les cendres dissoutes - s'écoule dans les systèmes souterrains, l'hydrologie peut changer davantage, et l'écosystème souterrain peut ne pas être en mesure de faire face à la réception de nutriments à cette échelle ; mais on ne sait pas.

"À long terme, il peut y avoir des changements permanents, par exemple, une célèbre stalagmite dans une grotte touristique dont les gens se souviennent car elle goutte toujours, l'eau peut cesser de couler car le conduit est bloqué, ou peut-être qu'une formation qui poussait rapidement commence à ralentir en quelques années parce que les arbres sont morts à la surface.

"Et, si les forêts sus-jacentes sont intensément brûlées, le ralentissement des processus karstiques pourrait durer de nombreuses années, jusqu'à ce que la forêt se soit rétablie."