Des chercheurs de Caroline du Nord ont créé un modèle de simulation pour analyser comment les activités de gestion côtière destinées à protéger les îles-barrières de l'élévation du niveau de la mer peuvent perturber les processus naturels qui maintiennent les îles-barrières au-dessus de l'eau.

"Les stratégies de gestion côtière destinées à protéger les personnes, les biens et les infrastructures des impacts des tempêtes peuvent, au fil des décennies, accroître la vulnérabilité, voire conduire à la perte d'îles-barrières, en particulier à mesure que le taux d'élévation du niveau de la mer augmente", a déclaré A. Brad Murray, professeur de géomorphologie et processus côtiers à la Nicholas School of the Environment de l'Université Duke.

Lui et d'autres chercheurs de Caroline du Nord ont créé un modèle informatique qui simule la dynamique des systèmes d'îles-barrières au cours des deux siècles suivants, montrant comment les processus naturels qui créent et maintiennent ces systèmes affectent les communautés et les infrastructures, et comment les efforts humains pour protéger les communautés et les infrastructures, en à leur tour, affectent ces processus naturels. Ils ont publié deux études sur leurs travaux le 9 avril 2024 dans Earth's Future.

Les îles-barrières sont des reliefs étroits au large, parallèles au littoral continental. Il s’agit de caractéristiques dynamiques, qui gagnent naturellement de l’altitude et migrent vers les terres à mesure que le niveau de la mer augmente ou que l’apport de sédiments diminue. Les îles-barrières absorbent l'énergie des vagues avant que les vagues ne frappent le continent, ce qui peut réduire les ondes de tempête côtières et les inondations. Les États-Unis ont le plus grand nombre de barrières au monde, s'étendant sur une grande partie du sud-est et du golfe du Mexique.

Les communautés côtières des îles-barrières, qui sont depuis longtemps aux prises avec l'érosion des rivages et les tempêtes côtières, sont désormais confrontées à une élévation substantielle du niveau de la mer en raison du changement climatique. Ils sont déjà confrontés à des risques accrus d'inondations côtières et à des menaces pour les infrastructures critiques.

Beaucoup de ces communautés côtières dépendent du « rechargement des plages » subventionné par le gouvernement fédéral – l'élargissement artificiel des plages avec du sable – ou de solutions techniques, telles que la construction de dunes artificiellement hautes, pour s'adapter aux menaces climatiques changeantes.

Certaines de ces solutions interrompent cependant les processus naturels qui maintiennent les barrières au-dessus du niveau de la mer.

Le sable déposé sur ces îles lorsque les vagues de tempête font tomber les dunes est essentiel pour maintenir la largeur et l'élévation des barrières. Mais sur les barrières développées, les retombées des tempêtes, y compris le sable inondé sur les routes, constituent des dangers.

"De manière contre-intuitive, plus les humains réussissent à prévenir les impacts des tempêtes, moins le système de barrière devient résilient à long terme", a déclaré la co-auteure Laura Moore, professeur de géomorphologie côtière à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill. "Des compromis difficiles seront inévitables lorsqu'il s'agira de gérer la côte dans l'espoir de préserver la vie côtière telle que nous la connaissons."

La modélisation des chercheurs démontre que la durée pendant laquelle une barrière reste habitable varie en fonction des différentes stratégies de gestion côtière et des différents scénarios climatiques.

Par exemple, le modèle a montré que l'abandon des pratiques consistant à protéger les routes avec de hautes dunes et à passer au bulldozer le sable trop emporté sur les surfaces pavées pourrait permettre à des barrières qui seraient devenues inhabitables de rebondir et de suivre plus longtemps l'élévation du niveau de la mer.

L'adoption de stratégies de gestion permettant à un segment du littoral d'évoluer naturellement, comme la construction d'un long pont pour remplacer une partie d'une autoroute, peut accroître la résilience du système de barrières dans cette zone. Cependant, les stratégies de gestion dans une zone affectent les taux d'érosion dans les zones adjacentes.

L’augmentation de la résilience à long terme dans une zone peut se faire au prix de coûts de stabilisation des rives plus élevés pour les communautés voisines. Compte tenu de ces connexions le long du littoral, les parties prenantes des zones côtières voisines pourraient bénéficier d'une collaboration, ont noté les auteurs.

"Il n'y a pas de solution parfaite", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Katherine Anarde, professeur adjoint d'ingénierie côtière à la North Carolina State University. « Comprendre l'ensemble d'un système de barrières et la façon dont il répond aux différentes décisions de gestion côtière est essentiel pour évaluer la durabilité du développement côtier au cours des prochaines décennies. Le modèle nous aide à prendre en compte plusieurs facteurs dans la gestion des zones côtières pour garantir que nous n'aggravons pas involontairement les choses. à long terme, et de peser les compromis."

Plus d'informations : K. A. Anarde et al, L'avenir des systèmes de barrières développés :1. Voies vers l'inhabitabilité, la noyade et le rebond, L'avenir de la Terre (2024). DOI :10.1029/2023EF003672

K. A. Anarde et al, L'avenir des systèmes de barrières développés :2. Complexités côtières et dynamiques émergentes du changement climatique, L'avenir de la Terre (2024). DOI :10.1029/2023EF004200

Informations sur le journal : L'avenir de la Terre

Fourni par l'Université Duke