Il est facile de penser que plus de nutriments, ce dont la vie a besoin pour grandir et prospérer, favoriseraient des écosystèmes plus dynamiques. Pourtant, la pollution par les nutriments a en fait fait des ravages sur les systèmes marins, contribuant à la prolifération d'algues nuisibles, mauvaise qualité de l'eau et zones mortes pauvres en oxygène.

Une équipe de chercheurs de l'UC Santa Barbara a proposé une nouvelle stratégie pour réduire de grandes quantités de nutriments, en particulier l'azote et le phosphore, après qu'ils aient déjà été libérés dans l'environnement. Dans une étude publiée dans la revue Politique maritime , les auteurs soutiennent que l'incroyable capacité des algues à puiser des nutriments dans l'eau pourrait constituer une solution efficace et rentable. En regardant le golfe du Mexique américain, l'équipe en a identifié plus de 63, 000 kilomètres carrés adaptés à l'aquaculture d'algues.

"Un objectif clé de l'écologie de la conservation est de comprendre et de maintenir l'équilibre naturel des écosystèmes, parce que l'activité humaine a tendance à déséquilibrer les choses, " a déclaré le co-auteur Darcy Bradley, co-directeur du programme Océan et pêche au Laboratoire des marchés environnementaux de l'université. Activités à terre, comme l'agriculture industrielle, envoyer beaucoup de nutriments dans les cours d'eau où ils s'accumulent et se jettent dans l'océan en plus grande quantité qu'ils ne le feraient naturellement.

Les algues et les microbes opportunistes profitent de la surabondance de nutriments, qui alimentent des floraisons massives. Cette croissance peut avoir toutes sortes de conséquences, de la production de biotoxines à l'étouffement des habitats dans des monocultures virtuelles. Et tandis que ces algues produisent de l'oxygène lorsqu'elles sont vivantes, ils meurent si soudainement et dans un volume tel que leur décomposition rapide consomme tout l'oxygène disponible dans l'eau, transformant d'énormes pans de l'océan en soi-disant « zones mortes ».

Les algues cultivées pourraient réduire les nutriments disponibles, les auteurs prétendent, limiter les ressources pour la croissance incontrôlée d'algues et de microbes nuisibles. Les algues produisent également de l'oxygène, ce qui pourrait atténuer le développement de zones mortes hypoxiques.

Les auteurs ont analysé les données du golfe du Mexique aux États-Unis, qui, selon eux, illustre les défis associés à la pollution par les nutriments. Plus de 800 bassins versants dans 32 États fournissent des nutriments au Golfe, ce qui a conduit à une zone morte croissante à faible teneur en oxygène. En 2019, cette zone morte s'étendait à un peu plus de 18, 000 kilomètres carrés, légèrement plus petit que la région du New Jersey.

En utilisant des données océanographiques et à usage humain open source, l'équipe a identifié des zones du golfe propices à la culture d'algues. Ils ont découvert qu'environ 9 % de la zone économique exclusive des États-Unis dans le golfe pourraient soutenir l'aquaculture d'algues, en particulier au large de la côte ouest de la Floride.

« La culture d'algues dans moins de 1 % du golfe du Mexique aux États-Unis pourrait potentiellement atteindre les objectifs de réduction de la pollution du pays qui, depuis des décennies, ont été difficiles à réaliser, " a déclaré l'auteur principal Phoebe Racine, un doctorat candidat à la Bren School of Environmental Science &Management de l'UCSB.

« Gérer la pollution par les nutriments est difficile et coûteux, " a ajouté Bradley. Les États-Unis à eux seuls dépensent plus de 27 milliards de dollars chaque année pour le traitement des eaux usées.

De nombreuses régions utilisent des programmes d'échange de qualité de l'eau pour gérer ce problème. Dans ces systèmes de plafonnement et d'échange, les régulateurs fixent une limite à la quantité de polluant pouvant être rejetée, puis les entités échangent des crédits sur un marché. Des programmes d'échange de qualité de l'eau existent partout aux États-Unis, bien qu'ils soient souvent petits, sur mesure et peut être éphémère. Cela dit, ils sont très prometteurs et, selon Racine, avoir un soutien bipartite.

L'aquaculture d'algues s'intégrerait parfaitement dans ces initiatives. « En fonction des coûts et de l'efficacité de l'agriculture, l'aquaculture d'algues pourrait être financée par les marchés commerciaux de la qualité de l'eau pour un montant compris entre 2 et 70 dollars par kilogramme d'azote retiré, " Racine a dit, « qui se situe dans la fourchette des prix du crédit observés sur les marchés existants ».

Quoi de plus, les chercheurs notent que la demande d'algues augmente dans les secteurs de l'alimentation et de l'industrie. Les produits potentiels comprennent les biocarburants, engrais et nourriture, selon la qualité de l'eau, dit Racine. Cela signifie que, contrairement à de nombreuses stratégies de remédiation, l'aquaculture d'algues pourrait s'autofinancer ou même générer des revenus.

Et le moment semble venu pour la proposition des auteurs. « Les États-Unis ont toujours eu beaucoup d'obstacles pour faire de l'aquaculture dans l'océan, " a expliqué Bradley. " Mais il y a un soutien politique croissant sous la forme de projets de loi et d'un décret signé qui pourraient catalyser l'expansion de l'industrie aquacole américaine. "

Cette étude est la première de plusieurs à sortir du Groupe de travail sur les algues, un groupe interdisciplinaire de chercheurs cherchant à comprendre et à cartographier le potentiel des avantages de l'aquaculture d'algues pour la société. Ils étudient actuellement une gamme d'autres services écosystémiques que la culture d'algues pourrait fournir, tels que les avantages pour les pêcheries environnantes et la capture du carbone. Les chercheurs travaillent également sur un article qui explore l'élimination de l'azote et du phosphore au niveau national avec une analyse à petite échelle modélisant l'élimination des nutriments des algues indigènes au large des côtes de la Floride.

Tant que les humains continueront à ajouter des nutriments à l'environnement, la nature trouvera des moyens de les utiliser. En cultivant délibérément des algues, nous pouvons faire pousser des algues que nous savons bénignes, utile, voire potentiellement utile, plutôt que les algues opportunistes qui puisent actuellement dans ces nutriments en excès.