Les récifs coralliens sont l'un des écosystèmes les plus riches en biodiversité de la planète et abritent environ 25 pour cent de toutes les espèces marines. Ces écosystèmes biologiquement riches sont menacés par de multiples facteurs de stress, du réchauffement des océans provoqué par le changement climatique à l'augmentation de la pollution de l'eau due au développement côtier. Selon les estimations actuelles, 75 pour cent des récifs coralliens du monde pourraient faire face à des niveaux de menace critiques d'ici 2050. Les scientifiques conviennent largement que des mesures immédiates et bien ciblées doivent être prises pour préserver les récifs coralliens pour les générations futures. Cependant, sans une compréhension claire de l'endroit où se trouvent les coraux vivants, les efforts de gestion et de conservation resteront au mieux entravés et au pire inefficaces.

Les travaux antérieurs visant à évaluer la couverture corallienne vivante ont été limités par les limitations techniques inhérentes aux approches de surveillance disponibles. Par exemple, les enquêtes détaillées sur le terrain sont géographiquement limitées, tandis que les satellites ne peuvent pas suivre les coraux à des résolutions suffisamment détaillées pour de nombreux types d'activités de gestion. Technologies aéroportées, cependant, peut collecter d'énormes étendues de données contiguës à haute résolution au sein d'une seule enquête, fournissant des informations sur la santé et l'étendue des coraux. Si les cartes résultantes peuvent indiquer l'emplacement des coraux vivants, alors des stratégies spécifiques peuvent être créées pour préserver, protéger, et les restaurer.

Un cas critique est celui des îles hawaïennes, une icône du monde naturel et des stress actuels en cours sur les écosystèmes récifaux. Le développement côtier a entraîné des points chauds de sédimentation, polluants d'origine hydrique, et enlèvement des récifs, tandis que la pêche et d'autres utilisations des ressources ont entraîné une baisse de la résilience des récifs. Canicules marines, entraînée par le réchauffement climatique mondial, ont également englouti périodiquement les îles hawaïennes, les événements de blanchissement des coraux de 2015 et 2019 étant les plus récents. L'événement de 2015 a causé la mort généralisée des coraux, mais l'étendue géographique de la perte ou de la résistance des coraux est restée mal comprise, comme dans les régions récifales du monde entier.

En utilisant une nouvelle approche de cartographie aéroportée développée par des chercheurs du Center for Global Discovery and Conservation Science (GDCS) de l'Arizona State University, la répartition géographique des coraux vivants était, pour la première fois, quantifié à 16 mètres (51 pieds) de profondeur d'eau à travers les principales îles hawaïennes. L'étude a été publiée aujourd'hui dans Actes de l'Académie nationale des sciences ( PNAS ).

"Nous avons entrepris cette toute première cartographie d'un grand archipel pour déterminer où vivent les coraux dans les eaux hawaïennes malgré les vagues de chaleur répétées et les problèmes de développement côtier problématiques, " a déclaré Greg Asner, auteur principal de l'étude et directeur du GDCS. « Ce sont ces informations de base dont les organisations partenaires ont besoin pour mettre en place des protections plus rentables, activités de restauration, et l'engagement du public."

Les données cartographiques ont été collectées par l'ASU Global Airborne Observatory, un laboratoire aéronautique développé par Asner et son équipe qui abrite une technologie avancée de cartographie de la Terre. En combinant spectroscopie d'imagerie guidée par laser et intelligence artificielle, la nouvelle approche révèle des vues sans précédent des récifs coralliens sous la surface de l'océan. Les cartes montrent où les coraux vivants persistent ainsi que les zones de récifs dégradés.

« La cartographie opérationnelle de la couverture corallienne vivante à l'intérieur et à travers les écosystèmes récifaux d'Hawaï offre aux gestionnaires et aux décideurs des opportunités de mieux aborder la protection des récifs, résilience, et restauration, " a déclaré Brian Neilson, chef de la Division des ressources aquatiques d'Hawaï et co-auteur de l'étude. "Avec ces nouvelles cartes, nous avons une meilleure chance de protéger ce que nous avons tout en nous concentrant sur les endroits où améliorer les conditions des coraux et de la myriade d'espèces qui dépendent des coraux."

La cartographie des coraux vivants de l'équipe a été intégrée aux informations géospatiales sur les activités côtières et marines, et des algorithmes informatiques ont été utilisés pour estimer quels facteurs prédisent le plus précisément où se trouvent actuellement les coraux sur les récifs hawaïens. Les résultats de l'analyse ont révélé que le développement côtier a une relation négative majeure avec les coraux vivants.

"Jamais auparavant il n'y a eu une vue aussi détaillée et synoptique des coraux vivants à cette échelle, ", a déclaré le co-auteur Jamison Gove de la National Oceanic and Atmospheric Administration. "Ces résultats sont fondamentaux pour développer des stratégies de conservation et de gestion basées sur le lieu afin de promouvoir la persistance des récifs et d'atténuer les pertes supplémentaires de coraux à Hawaï."

La nouvelle approche cartographique a également mis en évidence les zones où les coraux font preuve de résilience face aux facteurs de stress environnementaux d'origine humaine. Ces régions de survie des coraux, considéré comme « refuge », suggèrent que certains coraux et certains sites sont plus résistants, et sont donc des emplacements privilégiés pour une meilleure conservation des coraux. Une meilleure compréhension de la survie des coraux pourrait également modifier les prédictions de la survie des coraux dans le climat océanique actuel et futur.

« Nous essayons de faire des progrès majeurs du côté de la science et de la technologie pour relever directement les défis de la conservation et de la gestion des récifs coralliens, à partir des îles hawaïennes, " a déclaré Asner. " Notre espoir est que ces résultats intensifieront la discussion entre les communautés, responsables de l'environnement, et élus, sans laquelle, nous continuerons à perdre des récifs coralliens sous nos yeux."