Zones mortes

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Zones mortes

Zone morte

Privés d'oxygÚne, des organismes meurent, et leur décomposition amplifie le déficit en O2. Ici un fond marin en mer Baltique occidentale.

Une zone morte est une zone hypoxique (dĂ©ficitaires en oxygĂšne dissous) situĂ©e dans un environnement aquatique (mers, ocĂ©ans, estuaires, grands lacs, mares, etc.). Les Ă©tudes conduites en mer Baltique et aux États-Unis depuis la fin des annĂ©es 1990 montrent que nombre de poissons, dont on pourrait penser qu'ils puissent facilement les fuir, y perdent rapidement connaissance et meurent asphyxiĂ©s. Dans certains cas, certains poissons semblent pouvoir Ă©chapper Ă  la mort, mais les crustacĂ©s tels que homards, langoustes ou crevettes se dĂ©placent trop lentement pour Ă©chapper Ă  l’asphyxie. Quant aux moules, huĂźtres et autres organismes fixĂ©s, ils sont condamnĂ©s. Les coraux et de trĂšs nombreux animaux coloniaux meurent, et leur putrĂ©faction contribue Ă  accentuer le phĂ©nomĂšne.

Au XXIe siĂšcle, des zones mortes sont observĂ©es de plus en plus souvent, et sur des surfaces de plus en plus grandes. La plus vaste zone morte repĂ©rĂ©e en 2003 (parmi 150 environ) atteignait environ 70 000 kmÂČ selon l'ONU. Ces zones ont des impacts de plus en plus importants sur la pĂȘche et les Ă©cosystĂšmes.

Sommaire

DĂ©finitions

Dans un fjord allemand (Kiel), exemple de phénomÚne d'hypoxie, puis d'anoxie, la nuit
Dans un fjord allemand, influence de la salinité sur certains phénomÚnes d'hypoxie, puis d'anoxie
Ce type d'estuaire, presque fermĂ© et abritĂ© du vent et des vagues, est naturellement propice aux phĂ©nomĂšnes d'hypoxie et de zone morte (Baie de San Antonio), Texas, États-Unis. (Noter la turbiditĂ© de l'eau)

Il existe des zones naturellement anoxiques dans les grands fonds marins, ou au fonds de grands lacs lĂ  oĂč l'eau est stratifiĂ©e et immobile. En mer Noire profonde, une zone morte existe et persiste ainsi sans doute depuis des millĂ©naires.

Dans le passĂ© lointain de la planĂšte, lors des grandes catastrophes bio-gĂ©ologiques marquĂ©es par des extinctions majeures, des zones anoxiques semblent avoir Ă©tĂ© en jeu, mais Ă  des Ă©chelles bien plus vastes et durables (durant plusieurs millions d'annĂ©es parfois), occasionnant des pertes trĂšs importantes (jusqu'Ă  plus de 80 % des espĂšces vivantes de la planĂšte).

La notion de « zone morte Â» dĂ©signe au XXIe siĂšcle des zones anormalement anoxiques, suffisamment appauvries en oxygĂšne pour tuer par asphyxie tout ou partie de la faune marine (en particulier les animaux fixĂ©s et les crustacĂ©s et animaux peu mobiles). Dans tous les cas identifiĂ©s Ă  ce jour, le phĂ©nomĂšne a ou semble avoir pour origine directe ou indirecte des activitĂ©s humaines.

Ces phénomÚnes peuvent durer toute l'année, quelques heures ou quelques jours. Le plus souvent, ils durent quelques mois dans l'année, avec un pic au milieu de l'été (juillet dans l'hémisphÚre nord).

L’oxygĂšne dissous est exprimĂ© en pourcentage du seuil de saturation, lequel varie selon la tempĂ©rature, la pression et la salinitĂ© de l’eau, et indirectement selon l'agitation et la stratification des couches d'eau.

  • La plupart des espĂšces dites « supĂ©rieures Â» ont besoin d’une eau riche en oxygĂšne, Ă  au moins 80 % du seuil de saturation.
  • On dit qu'il y a hypoxie lorsque l’oxygĂšne dissous n’est prĂ©sent que pour 1 % Ă  30 % de son seuil de saturation dans l’eau ; les formes de vie naturellement prĂ©sentes dans un milieu oxygĂ©nĂ© sont alors perturbĂ©es ou tuĂ©es. Sous la barre des 30 % du seuil de saturation, la plupart des poissons fuient la zone quand ils le peuvent ou meurent, la dĂ©composition de leur cadavre contribuant Ă  encore consommer l'oxygĂšne dissous restant.
  • Le stade d’anoxie est atteint quand l’oxygĂšne dissous est totalement absent. La plupart des formes de vie consommant de l'oxygĂšne disparaissent alors au profit de bactĂ©ries primitives et d’organismes fongiques. Certains organismes munis de poumons ou pouvant respirer en surface par la peau ou en « pipant Â» l'air (comme certains poissons) survivent Ă  une brĂšve pĂ©riode d’anoxie (quelques minutes Ă  quelques heures), mais ils peuvent nĂ©anmoins mourir des suites du manque de nourriture ou des toxines produites par la dĂ©composition des organismes dans les zones devenues anoxiques ou trĂšs appauvries en oxygĂšne. En effet, la dĂ©composition de la nĂ©cromasse en l'absence d'oxygĂšne est une source de toxines pour le milieu comme la toxine botulique, mortelle pour l’Homme au millioniĂšme de gramme.

Ampleur du phénomÚne

Un rapport de 2004, repris dans le rapport GEO 2003, présenté aux ministres à l'ONU en 2004, identifie prÚs de 150 zones mortes dans le monde. Un autre rapport, de 2008, dénombrait quant à lui 450 zones mortes.[1]

Klaus Toepfer, directeur exĂ©cutif du Programme des Nations unies pour l'environnement (PNUE), notait Ă  cette occasion que si certaines de ces zones sont de superficie rĂ©duite (moins d’un kmÂČ), d’autres sont devenues trĂšs vastes, la plus grande atteignant 70 000 kmÂČ.

Le nombre et la taille de ces zones augmentent chaque dĂ©cennie au moins depuis les annĂ©es 1970 et plus particuliĂšrement depuis la fin des annĂ©es 1990[2]. Les scientifiques en comptaient en 2003 prĂšs de 150 majeures sur la planĂšte, chacune traduisant trĂšs probablement des phĂ©nomĂšnes graves de dystrophisation marine. Dans certains cas, comme en mer Baltique, en quelques dizaines d'annĂ©es, toutes les formes de vie supĂ©rieure ont disparu, au profit de bactĂ©ries trĂšs primitives proches de celles qui vivaient il y a plusieurs milliards d'annĂ©es, avant l'apparition de la vie sur les terres Ă©mergĂ©es. Une interdiction de la pĂȘche dans tout ou partie de la mer Baltique a Ă©tĂ© Ă©voquĂ©e, mais ne semble pas actuellement politiquement envisageable. La Commission HELCOM tente avec d'autres institutions de limiter ce phĂ©nomĂšne Ă  la source en limitant les apports d'engrais et de nutriments sur terre et en Ă©tudiant le problĂšme des munitions immergĂ©es.

L'observation satellitale du plancton (par exemple par SeaWiFS ; Sea-viewing Wide Field-ofview Sensor actif depuis 1997) montre une forte progression depuis 1998 de 6,6 millions de kmÂČ (15 %) (12 X la taille de la France) ; l’Atlantique Nord Ă©tant la zone oĂč les dĂ©serts ocĂ©aniques ont progressĂ© le plus vite (+ 8,3 % par an). Le phĂ©nomĂšne semble s'accompagner d'une descente vers le sud des populations de marsouins et dauphins.

Causes du phénomÚne

Dans un premier rapport[3] pour l'ONU, les experts ont identifié comme premiÚre cause les apports de fertilisants agricoles et les apports de nutriments et de matiÚre organique induits par la dégradation et l'érosion croissante des sols agricoles ou déboisés, dans un contexte d'agriculture de plus en plus intensive. Le rapport OSPAR 2002 sur l'état de santé des écosystÚmes pointe plus particuliÚrement l'azote comme responsable.

Ces apports contribuent à augmenter la DCO (demande chimique en oxygÚne) et la DBO (demande biologique en oxygÚne) bien au-delà de ce que le milieu peut fournir la nuit à partir des réserves d'oxygÚne dissous dans l'eau, et parfois de jour tant l'eau est chargée de matiÚres consommant de l'oxygÚne.

Mais tout apport important de matiĂšres organiques (inondation/crues, boue de curage, mobilisation de sĂ©diments par exemple par la construction d'un port, par une carriĂšre sous-marine, ou plus simplement par le chalutage) dans un milieu aquatique est susceptibles d'entraĂźner une rarĂ©faction de l'oxygĂšne dans le milieu, d’autant plus que la mobilitĂ© horizontale et surtout verticale (thermocline) de l’eau est basse, c’est-Ă -dire lĂ  oĂč les masses d'eau sont stratifiĂ©es (dans les fjords par exemple) et lorsqu’elles le sont.

En mer, des phĂ©nomĂšnes locaux et saisonniers d’appauvrissement en oxygĂšne existent naturellement localement Ă  des pĂ©riodes de l’annĂ©e ou l’eau se stratifie (Ă©tĂ©, automne, lors de la formation d’une thermocline), mais les apports anthropiques les aggravent considĂ©rablement. Des donnĂ©es danoises citĂ©es par OSPAR montrent que dans les eaux stratifiĂ©es du Kattegat, oĂč un dĂ©ficit grave en oxygĂšne est frĂ©quemment mesurĂ©, c'est la charge en azote qui a le plus d’impact sur ce phĂ©nomĂšne. L'Agence danoise de protection de l'environnement a calculĂ© qu’une diminution de 50 % de la charge rĂ©elle d'azote aboutirait Ă  une diminution de prĂšs de 50 % de la durĂ©e des phĂ©nomĂšnes d'anoxie dans ces zones.

Pour la zone OSPAR, des anoxies graves sont constatées dans de nombreux estuaires, baies et fjords, dans la mer des Wadden, le Kattegat et l'est du Skagerrak.

L’export en mer de sĂ©diments de curage portuaire, fluvial ou d'estuaire a Ă©galement un impact : On a ainsi constatĂ©, aux Ă©poques de stratification, dans l'estuaire extĂ©rieur de la Clydeet dans la baie de Liverpool des anoxies temporaires, toutes deux imputables Ă  l'immersion de boues issues de curage[4],[5].

Divers facteurs aggravent ces effets 
  • pollutions diverses, principalement industrielles, urbaines et automobiles.
  • Le manque de rĂ©seaux de collecte et d'Ă©puration des eaux usĂ©es dans les rĂ©gions densĂ©ment peuplĂ©es participe sans doute aussi au phĂ©nomĂšne, mais ne peut expliquer Ă  lui seul la rĂ©partition de ces zones.
  • Dans certaines rĂ©gions du monde, les taux d’azote dissous dans les pluies augmentent Ă©galement fortement (notamment depuis l’usage de l’épandage d’engrais azotĂ©s liquides sur les champs). De mĂȘme, les pluies acides solubilisent plus de nutriments, qui sont emportĂ©s Ă  la mer ou dans les lacs. Les grandes inondations sont Ă©galement plus frĂ©quentes, souvent pour des causes humaines (pratiques agricoles, remembrements, perte de matiĂšre organique des sols et impermĂ©abilisation croissante des surfaces habitĂ©es). La combinaison de ces trois phĂ©nomĂšnes accĂ©lĂšrent les apports de matiĂšres eutrophisantes en mer.
  • La turbiditĂ© augmente alors, au point d'empĂȘcher les rayons solaires de pĂ©nĂ©trer l'eau. La photosynthĂšse planctonique est inhibĂ©e et ni les rayons ultra-violets solaires, ni l'oxygĂšne ne jouent plus leur rĂŽle de « dĂ©sinfectant Â» naturel.
  • Diverses pollutions, par les pesticides, par les mĂ©taux lourds, par les hydrocarbures et localement par des polluants chimiques issus de l'immersion de dĂ©chets, peuvent exacerber le phĂ©nomĂšne en inhibant Ă©galement la photosynthĂšse et/ou en tuant un grand nombre de plantes ou d'autres organismes.
  • Localement, un lien possible avec l'impact de fermes marines aquacoles a Ă©tĂ© Ă©voquĂ©.
  • L'utilisation de boules d'amorces riches en matiĂšre organique par les pĂȘcheurs en eau douce fermĂ©e ou Ă  courant lent est Ă©galement une cause majeure d'eutrophisation et d'anoxie des eaux non superficielles ;
  • Enfin, une cause possible ou additionnelle, non citĂ©e par le rapport de l'ONU, mais dĂ©crite par la Commission OSPAR pourrait ĂȘtre explorĂ©e, en Baltique notamment ; il s'agit de possibles impacts diffĂ©rĂ©s de l'immersion massive dans le passĂ© de munitions conventionnelles et chimiques.
    En effet des millions de munitions non utilisĂ©es ou non explosĂ©es (dont chimiques) ont Ă©tĂ© jetĂ©es en mer depuis la fin de la PremiĂšre Guerre mondiale (1914-1918). Un rapport adressĂ© en 2005 par les États-membres Ă  la Commission OSPAR a listĂ© pour la premiĂšre fois 148 sites officiellement reconnus par les États-membres de la Convention OSPAR comme zones de dĂ©charge sous-marine de munitions. Trente de ces zones ont exclusivement reçu des armes chimiques, et trois sont dĂ©clarĂ©es avec un contenu « inconnu Â». Il se trouve que les zones connues d'eutrophisations et certaines zones mortes majeures (en Manche/mer du Nord et Baltique notamment) coĂŻncident avec des zones importantes d'immersion ou avec les zones qui seraient touchĂ©es par leur panache de diffusion s'il y avait fuite de toxiques. Si certaines munitions ont commencĂ© Ă  fortement se dĂ©grader et/ou Ă  fuir, le cuivre et les mĂ©taux lourds qui les composent, ainsi que les toxiques de combat que certains contiennent, pourraient localement ĂȘtre impliquĂ©s dans la mort du plancton et d’autres organismes. Des Ă©tudes (HELCOM) ont montrĂ© une augmentation nette de certains polluants (arsenic par exemple) Ă  proximitĂ© de certains dĂ©pĂŽts (en mer Baltique par exemple), alors que dans d'autres cas (Zeebrugge) pas ou peu de traces ont Ă©tĂ© dĂ©celĂ©es dans une zone Ă  fort courant. L'impact des produits toxiques qu'ils contiennent est trĂšs difficile Ă  modĂ©liser. Du phosphore peut ĂȘtre prĂ©sent dans certaines munitions, et des nitrates composent une grande partie de l'explosif des douilles de nombreux types de munitions immergĂ©es depuis un siĂšcle. Les photographies prises sur certains sites montrent des douilles rongĂ©es et aujourd'hui vides, qui laissent supposer que leur contenu a bien Ă©tĂ© solubilisĂ© dans la mer. (Voir Munition immergĂ©e pour plus de dĂ©tails)
    En 1995, des experts réunis par l'OTAN avaient prévenu que les obus commenceraient probablement à fuir vers 2005. Mais si d'importants efforts sont fait en Russie et au Canada notamment pour dépolluer des décharges militaires, aucune mesure de récupération ne semble avoir a été tentée en mer. Deux raisons en sont le coût et les risques induits par de telles opérations, et le manque d'unités industrielles capables de détruire et de décontaminer ces matériels en grande quantité.

Effets sur la reproduction des poissons

Non seulement certains animaux qui survivent ont un poids anormalement bas, mais ils se reproduisent mal ou pas du tout.

Il Ă©tait dĂ©licat de diffĂ©rencier l’impact du manque d’oxygĂšne des impacts Ă©ventuels des pesticides, mĂ©taux ou de la turbiditĂ© parfois associĂ©s aux zones mortes, mais on sait maintenant que l’hypoxie a chez les poissons et d’autres organismes des impacts sur la reproduction (diminution de la taille des organes reproducteurs, du nombre d’Ɠufs et de la fertilitĂ©), et que des phĂ©nomĂšnes hormonaux peuvent ĂȘtre en cause.

Une Ă©tude[6] de l'universitĂ© du Sud-Est de la Louisiane a portĂ© sur des killies (petits poissons rivulidae Cyprinodontidae trĂšs rĂ©sistants et faciles Ă  Ă©lever en aquarium). Ils ont Ă©tĂ© Ă©tudiĂ©s dans trois baies alimentĂ©es par des estuaires de fleuves cĂŽtiers du littoral du golfe du Mexique. Les chercheurs ont constatĂ© chez les killies exposĂ©s Ă  l'anoxie dans ces estuaires une forte diminution du poids et de la taille des organes reproducteurs quand ils vivaient dans des eaux dont les taux d’oxygĂšne n’étaient que de 1 Ă  2 parties par million (ppm), et ceci Ă  partir de 3 heures par jour passĂ©es Ă  vivre dans cette eau.

  • Les gonades mĂąles prĂ©sentaient une taille infĂ©rieure de 34% Ă  50% Ă  celles des poissons de la mĂȘme espĂšce et du mĂȘme Ăąge vivant dans une eau normalement oxygĂ©nĂ©e (de 6 ppm Ă  8 ppm).
  • Les ovaires des femelles Ă©taient moitiĂ© moins grands que ceux des femelles vivant dans une eau normalement oxygĂ©nĂ©e, avec un nombre d'Ɠufs en moyenne sept fois infĂ©rieur Ă  la normale .

L'UniversitĂ© du Texas[7] a, en Floride, Ă©tudiĂ© le Micropogonias undulatus (Atlantic croaker en anglais). C'est un poisson commun dans la baie de Pensacola, baie relativement fermĂ©e et protĂ©gĂ©e des vents, partiellement isolĂ©e de la mer par un isthme et une Ăźle qui forme un cordon au sud de la baie. Cette baie reçoit dans sa partie en amont, les eaux de trois petits estuaires situĂ©s au nord-est de la ville de Pensacola). Elle connait chaque annĂ©e des conditions d’hypoxie les mois d’étĂ©.

Aucun des poissons exposĂ©s Ă  un dĂ©ficit en oxygĂšne dans l'estuaire ne s’est reproduit Ă  l’époque prĂ©vue, ni mĂȘme plus tard.

L’étude a conclu en 2004 que c’était en raison du manque d’Ɠuf viables chez les femelles, et faute de sperme mature chez les mĂąles[8],

Pour vĂ©rifier que le manque d'oxygĂšne pouvait interfĂ©rer avec le succĂšs reproductif, des poissons ont Ă©tĂ© Ă©levĂ©s en laboratoire en condition hypoxique. Ils ont effectivement produit des taux anormalement bas d’hormones sexuelles, ce qui peut Ă©galement expliquer la taille anormalement petite des organes reproducteurs observĂ©e chez les poissons vivant dans les zones d'hypoxie .

L'hypoxie favorise la surexpression de deux gĂšnes impliquĂ©s dans la production d’une protĂ©ine produite en conditions lĂ©gĂšrement asphyxiantes ((en) hypoxia-inductile factor, HIF). En condition hypoxique, la HIF s’apparie chez ces poissons avec une autre protĂ©ine (l’ARNT). Ensemble, elles se lient Ă  l'ADN cellulaire pour y activer certains gĂšnes qu’on suppose utiles pour une meilleure survie de l’animal.

Lorsque la teneur de l’eau en oxygĂšne est normale, l’ARNT se combine avec l'ƓstrogĂšne pour activer certains gĂšnes. Or, des cellules cultivĂ©es en conditions hypoxiques en tubes Ă  essai ne rĂ©agissent plus Ă  l'ƓstrogĂšne ; la HIF semble rendre l’ARNT indisponible. Il ne peut plus interagir avec l’ƓstrogĂšne, ce qui inhibe le processus normal de la reproduction[9].

MĂ©canismes de formation

L'hypothĂšse la plus consensuelle est que les nutriments d'origine agricole, industrielle et issus des transports, ainsi que des dĂ©chets apportĂ©s en mer par les fleuves ou les pluies ou qui y ont Ă©tĂ© directement immergĂ©s durant des dĂ©cennies s'accumulent, se concentrent ou stagnent dans des conditions et zones particuliĂšres. Une forte eutrophisation conduit Ă  une dystrophisation et donc Ă  un Ă©tat d’anoxie qui finit par Ă©loigner et/ou tuer toutes les espĂšces supĂ©rieures dont poissons, crustacĂ©s et coquillages nĂ©cessaires Ă  la survie d’une part importante de la population humaine. Les herbiers marins sont Ă©galement dans ces zones mortes.

Les seuils d'hypoxie varient lĂ©gĂšrement selon les rĂ©gions (l'oxygĂšne se dissout mieux dans l'eau froide, et les poissons des rĂ©gions chaudes ont des besoins parfois moindres en oxygĂšne). On estime gĂ©nĂ©ralement qu'il y a hypoxie (chronique, accidentelle ou saisonniĂšre) quand les taux d'oxygĂšne dissous chutent sous les 2 ou 3 milligrammes/litre (mg/L), la normale pour un littoral variant de 5 Ă  8 milligrammes/litre. Hormis quelques poissons disposant de poumons ou respirant par la peau (anguille, par exemple), la plupart des poissons ont des difficultĂ©s respiratoires en dessous de 5 mg/L.

La situation peut brutalement basculer d'une situation apparemment saine et stable vers la mort des écosystÚmes les plus riches et complexes, en quelques années parfois.

Des phénomÚnes complexes liés aux apports de fonte de neige au printemps et aux différences de température et de salinité qui en résultent jouent probablement localement (en mer Baltique par exemple) aussi un rÎle mal compris.

La zone morte peut ĂȘtre Ă©loignĂ©e de la zone d'oĂč provient la surabondance de nutriments ou le polluant responsable. Le rapport OSPAR QSR 2000 estime que de l'eau enrichie en nutriments et en matiĂšre organique peut ainsi ĂȘtre transportĂ©e des cĂŽtes sud de l'Angleterre et du littoral français de la mer du Nord vers les eaux norvĂ©giennes oĂč elles pourraient ĂȘtre en partie responsables de l'eutrophisation du Skagerrak (zone profonde de la mer Baltique).

Au large du littoral du Cap Perpetua (Oregon), une zone morte a Ă©tĂ© observĂ©e chaque annĂ©e de 2002 Ă  2005 et confirmĂ©e en 2006 (sur environ 300 miles carrĂ©s) puis en 2007. Elle concerne une importante colonne d'eau. Des grands crustacĂ©s meurent dans les casiers de pĂȘche. Sur les plages, la mer dĂ©pose les cadavres de nombreux animaux morts asphyxiĂ©s, dont quantitĂ© de crabes. Et pour la premiĂšre fois, mi-2006, de trĂšs faibles teneurs en oxygĂšne Ă©taient Ă©galement enregistrĂ©es dans les eaux cĂŽtiĂšres jusqu'au large de Washington. Des records d'anoxie ont Ă©tĂ© mesurĂ©s Ă  180 pieds de fond (jusqu'Ă  0.46 ml/L d'oxygĂšne dissous), mais aussi Ă  des profondeurs intermĂ©diaires ; 1 ml/L d'oxygĂšne dissous, Ă  45 pieds (sachant que les poissons et de nombreuses espĂšces s'asphyxient en dessous de 1,4 ml/L).

Un robot sous-marin a filmĂ© mi-2006 un cimetiĂšre de crabes morts et un tapis de vers en dĂ©composition Ă  proximitĂ© des rĂ©cifs de Perpetua au sud de Newport, alors que les pĂȘcheurs rapportaient la prĂ©sence d’un nombre exceptionnellement Ă©levĂ© de rockfishs qui semblent avoir fui la zone morte - dans des secteurs oĂč ils sont habituellement absents. Une nouvelle vidĂ©o en mai 2007 a montrĂ© que les rockfishs Ă©taient revenus, mais pas les animaux moins mobiles (concombre de mer, actinie, etc.)

L’étĂ© 2006, une Ă©tude portant sur 12 miles carrĂ©s a mis en Ă©vidence un taux d’oxygĂšne 6 fois infĂ©rieur Ă  la normale dans cette zone. La situation Ă©tait encore plus grave en 2006, avec une zone morte qui s’est pour la premiĂšre fois Ă©tendue du sud de l’Oregon Ă  l’extrĂ©mitĂ© de la pĂ©ninsule olympique de Washington (soit prĂšs de 300 miles), touchant Ă©galement le sanctuaire marin de l’Olympic Coast National Marine Sanctuary.

Dans ce cas prĂ©cis, l’apport local et massif d’eutrophisants agricoles semble hors de cause, et s’il ne s’agit pas de nitrates perdus par des dĂ©chets ou des munitions immergĂ©es, la seule explication semble ĂȘtre une conjonction particuliĂšre entre trait de cĂŽte, changement de l'intensitĂ© et de la synchronisation des vents cĂŽtiers (changements prĂ©vus par les modĂšles mathĂ©matiques du changement climatique dans cette zone) et courants particuliers.

Il semble que vents et courants font remonter du fond une quantitĂ© inhabituelle d'eau riches en nutriments, mais trĂšs pauvre en oxygĂšne qui forme une vaste zone morte au large. Puis en Ă©tĂ©, depuis 2002, une configuration Ă©galement inhabituelle de vents et de courants pousse cette masse d'eau vers la cĂŽte oĂč elle asphyxie la faune[10],[11]. Ces eaux dopent la croissance du plancton, provoquant un bloom planctonique et une dystrophisation grave du milieu lorsque ce plancton meurt asphyxiĂ©. Les chercheurs n'ont pas pu mettre en Ă©vidence de lien avec des cycles tels qu'El Niño.

La tempĂ©rature et/ou la salinitĂ© sont des co-facteurs qui jouent ; d'abord parce que l'eau tiĂšde perd naturellement son oxygĂšne et ensuite parce que les variations de tempĂ©rature et de densitĂ© peuvent conduire Ă  des stratifications de couches de tempĂ©ratures diffĂ©rentes, certaines pouvant durablement rester trĂšs appauvries en oxygĂšne.

Ce phĂ©nomĂšne vaut pour certains lacs. Par exemple, le lac artificiel du barrage de Petit-saut en Guyane, qui a noyĂ© des millions d'arbres prĂ©sente une couche superficielle d'eau douce normalement oxygĂ©nĂ©e (sur 3 m d'eau environ) oĂč tout paraĂźt normal, au-dessus d'une masse d'eau trĂšs appauvrie oĂč la vie est beaucoup plus rĂ©duite.

Réversibilité

Si le phĂ©nomĂšne est temporaire, et qu'il ne se reproduit pas tous les ans, une certaine rĂ©silience Ă©cologique semble a priori possible[12]. Elle sera facilitĂ©e par la prĂ©sence d'un continuum biologique et la proximitĂ© de zones riches en biodiversitĂ© (noyaux de recolonisation, qui peuvent par exemple ĂȘtre des rĂ©serves naturelles sous-marines). NĂ©anmoins, le « retour Ă  la normale Â» demandera du temps ; un temps variable selon la richesse antĂ©rieure et la sensibilitĂ© du milieu, selon son degrĂ© d'insularitĂ© Ă©cologique et selon l'ampleur et la durĂ©e du phĂ©nomĂšne de zone morte, car une fois que la source de nutriments est maĂźtrisĂ©e, il faut aussi le temps que les excĂšs d'azote et de phosphore soient recyclĂ©s ou diluĂ©s par l'Ă©cosystĂšme, ce qui est plus long pour le phosphore que pour l'azote.

D'autre part, dans les cas les plus graves, le patrimoine génétique et écologique perdu, qui constitue un élément essentiel de la biodiversité l'est définitivement. D'autres individus et d'autres colonies, éventuellement appartenant à d'autres espÚces viendront remplacer ceux qui ont disparu, en commençant par les espÚces pionniÚres et celles qui se déplacent facilement. Si la zone morte était autrefois un lieu de biodiversité abritant, par exemple, les derniers échantillons de certaines espÚces endémiques, ces derniÚres ne réapparaßtront pas.

Enfin, la réversibilité n'est possible que quand on peut intervenir sur la source du problÚme, ce qui n'est pas le cas lorsque comme en Orégon, les causes semblent liées à des changements de grande ampleur, de type climatique.

Situation en 2004

Les zones mortes sont « la grande menace du XXIe siĂšcle pour les stocks de poissons Â» titrait un communiquĂ© de l’ONU Ă©mis Ă  Nairobi le 29 mars 2004 lors de la huitiĂšme session extraordinaire du Conseil d’administration du PNUE et du Forum ministĂ©riel mondial sur l’environnement.

Les Ă©cologistes et les gestionnaires de ressources halieutiques sont particuliĂšrement prĂ©occupĂ©s par la mer Baltique et le golfe du Mexique oĂč, malgrĂ© quelques amĂ©liorations locales, la situation globale ne cesse de se dĂ©grader depuis les annĂ©es 1980.

Selon Gary Schaffer (UniversitĂ© du Danemark), l'Ă©tendue de ces zones mortes (eaux ocĂ©aniques en hypoxie constante) s'Ă©tendaient dĂ©jĂ  sur 1 millions de kmÂČ. Selon lui, elles pourraient s'Ă©tendre sur une surface 7 fois plus grande avec quelques degrĂ©s de plus (pour comparaison la France mesure (675,000 kmÂČ)

Localisation

Des phĂ©nomĂšnes locaux de dĂ©plĂ©tion de l’oxygĂšne ont existĂ© dans la pĂ©riode historique avant l’arrivĂ©e des engrais de synthĂšse. Ils semblent induits par des alĂ©as mĂ©tĂ©orologiques exceptionnels, de grands dĂ©boisements ou des pics d’érosion aprĂšs incendies.

Ainsi des traces « fossiles Â» d’organismes tolĂ©rants aux faibles teneurs en oxygĂšne de l’eau ont Ă©tĂ© dĂ©tectĂ©es dans les sĂ©diments rĂ©cents, en aval de l’estuaire du Mississippi, indiquant que quatre Ă©vĂ©nements hypoxiques y ont eu lieu avant l'arrivĂ©e des engrais chimiques. La datation de ces Ă©vĂšnements mĂ©morisĂ©s par les sĂ©diments semble dans ces quatre cas correspondre aux records historiques de crue du fleuve, enregistrĂ© par des instruments de Vicksburg (Mississippi)[13].

Les premiĂšres zones mortes ont Ă©tĂ© localisĂ©es dans les annĂ©es 1970 aux États-Unis (avec notamment la baie de Chesapeake) et en mer Baltique, dans le Kattegat, puis en mer Noire et dans le nord de la mer Adriatique. Leur nombre a Ă©tĂ© initialement sous-estimĂ©, car on ne les a recherchĂ©es que dans les pays riches et uniquement lĂ  oĂč elles avaient dĂ©jĂ  un impact Ă©conomique Ă©vident sur la pĂȘche. Celle du golfe du Mexique, trĂšs polluĂ© par les eaux du Mississippi qui draine le Middle West agricole a Ă©tĂ© trĂšs Ă©tudiĂ©e et l'est encore, pendant que d’autres zones naissaient ou Ă©taient dĂ©couvertes.

Depuis, d’autres zones mortes d'ampleur et de durĂ©e annuelle variables ont Ă©tĂ© recensĂ©es par dizaines dans les fjords scandinaves, en AmĂ©rique latine, en Chine, au Japon, en Australie du sud-est, et peut-ĂȘtre en Nouvelle-ZĂ©lande ; ce dernier pays est peu peuplĂ© (4 millions d'habitants), mais il a Ă©tĂ© fortement dĂ©boisĂ©, a dĂ©veloppĂ© un Ă©levage localement intensif de moutons, connaĂźt une pĂȘche intensive au large (poissons de grands fonds en particulier) et connaĂźt des problĂšmes locaux de carriĂšres, de dĂ©charges, de pollution et d’épuration des eaux usĂ©es, mais ces problĂšmes le touchent Ă  une Ă©chelle bien moindre, rapportĂ©e Ă  sa surface, que les autres pays riches ou en dĂ©veloppement (Chine, Inde...). Son environnement marin est rĂ©putĂ© ĂȘtre parmi les plus Ă©pargnĂ©s de la planĂšte, d'autant que ce pays n’utilise a priori que peu de nitrates et pollue faiblement par le phosphore. NĂ©anmoins, pour des raisons encore mal comprises, les eaux de surface de la zone sub-antarctique contiennent de l'azote et du phosphore Ă  des taux aussi Ă©levĂ©s, voire plus, qu’au large de l’Europe [14]. Certains auteurs estiment qu’on ne peut pas encore parler de zones mortes pour ce pays, mais de simples blooms planctoniques[15],[16]. Le dernier rapport de l’ONU n’a d’ailleurs pas inclus la Nouvelle-ZĂ©lande dans les rĂ©gions touchĂ©es.

L'ONU, dans le cadre de son Programme de protection de l'Environnement marin contre les apports anthropiques[17], encourage un monitoring et un traitement volontaire de la pollution par les nitrates (Exemples).

Des zones de baisse de concentration en oxygĂšne ont Ă©galement Ă©tĂ© rĂ©cemment dĂ©tectĂ©es dans l'est de l'ocĂ©an Pacifique tropical et dans le nord de l'ocĂ©an Indien, a priori dans des zones oĂč la circulation de l’eau est trop faible pour rapidement remplacer l'oxygĂšne consommĂ© par les espĂšces vivantes ou par la demande biologique en oxygĂšne[18],[19].

Impact Ă©conomique

L'impacts Ă©conomique n'a pas Ă©tĂ© Ă©valuĂ©, mais semble considĂ©rable pour la pĂȘche. L'hypoxie est, par exemple, jugĂ©e responsable de l'effondrement des populations de crevettes dans le golfe du Mexique, des homards dans le Kattegat (NorvĂšge) et d’une rĂ©duction gĂ©nĂ©rale de la ressource halieutique en mer du nord, et plus encore dans les mers fermĂ©es (mers Noire et Baltique).

À titre d'exemple encore, en aval de l’estuaire du Mississippi, les pĂȘcheurs de Louisiane se plaignent en 2006-2007 de l’extension de la « zone morte du golfe du Mexique Â» (sa surface a doublĂ© en 22 ans de 1985 Ă  2007). Les chercheurs qui l’étudient estiment qu’il y a un lien entre les records d’anoxie de juillet 2007 et les records de surface plantĂ©es en maĂŻs (En 2007, la plus vaste surface de maĂŻs (gĂ©nĂ©ralement OGM) jamais plantĂ©e aux États-Unis l’a Ă©tĂ© « grĂące Â» aux dĂ©taxations et subventions aux agrocarburants et en particulier Ă  l’éthanol. Cette politique vise Ă  rendre le pays moins dĂ©pendant des importations de pĂ©trole, et Ă  diminuer ses Ă©missions de gaz Ă  effet de serre. Le maĂŻs OGM est cultivĂ© avec des engrais azotĂ©, traitĂ© avec des quantitĂ©s croissantes d'Atrazine (dĂ©sherbant), et il Ă©met la toxine Bt dans sa rhizosphĂšre (le Bt est susceptible d’ĂȘtre lessivĂ© par les pluies sur les sols sensibles Ă  l’érosion).

Comble d’ironie, cette zone morte dont la taille en 2007 atteint la surface de l’État du New Jersey, Ă©met d’importantes quantitĂ© de gaz Ă  effet de serre (mĂ©thane, dioxyde de carbone que les agrocarburants Ă©taient justement censĂ©s rĂ©duire)

En juillet 2007, les chercheurs craignaient de voir cette zone morte atteindre plus de 22 000 km2. La plupart des poissons y meurent ou la fuient, et les crevettes, autrefois abondantes, y meurent asphyxiĂ©es. En juillet 2007, Nancy Rabalais, pilote de l’équipe de chercheurs du Louisiana Universities Marine Consortium qui Ă©tudie cette zone, estimait que les engrais azotĂ©s utilisĂ©s pour ce maĂŻs sont en grande partie responsables de cette extension, et elle note que « si ceci se produisait au milieu du pays, les gens seraient outrĂ©s Â».

La filiĂšre pĂȘche est la plus directement affectĂ©e : elle est en Louisiane la seconde en importance pour les États-Unis (derriĂšre l'Alaska). Elle produisait les premiers tonnages de crevettes, d'huĂźtres et d'Ă©crevisses (selon les statistiques officielles), mais le nombre de pĂȘcheurs de crevettes a, dans cet État, chutĂ© de 40 % de 2001 Ă  2007.

Depuis 1990, aprÚs un pic de 46,9 millions de kg, les débarquements de crevette brune en Louisiane et au Texas ont réguliÚrement décliné, au fur et à mesure que la zone d'hypoxie augmentait[20].

De plus, lĂ  oĂč les crevettes survivent, elles sont de taille plus petite. Le poids moyen des crevettes a diminuĂ© de 23 pour cent en 10 ans (de la fin des annĂ©es 1980 aux annĂ©es 1990) dans cette rĂ©gion.

Un task force associant l'Agence de protection de l'environnement des États-Unis (EPA) et des scientifiques, des agences d'État et des agences fĂ©dĂ©rales s’est fixĂ© en 2001 un objectif de rĂ©duction de la taille de cette zone Ă  2 000 miles2, mais les recommandations de ce groupe sont peu suivies, dans un contexte qui incite les agriculteurs Ă  planter sans prĂ©cautions (ce maĂŻs n'est pas alimentaire, et les primes aux raffineurs, aux distributeurs et aux dĂ©taillants de carburant sont trĂšs incitatives). La promotion de l’éthanol par le gouvernement des États-Unis et tous les États (subvention de l’Alabama, par exemple) n’a jamais Ă©tĂ© aussi intense qu’en 2007[21].

Perspectives

Des Ă©cologistes et l'ONU craignent en 2004 l’émergence ou l’aggravation de ce type de problĂšme en Asie, AmĂ©rique latine et Afrique, Ă  cause de la croissance rapide de l'industrialisation et de l'agriculture intensive. Le rĂ©chauffement global pourrait Ă©galement contribuer au phĂ©nomĂšne via l’augmentation des prĂ©cipitations et la hausse des tempĂ©ratures marines. Le cholĂ©ra, certaines formes de botulisme ou d’autres maladies pourraient ĂȘtre favorisĂ©s par ce phĂ©nomĂšne qui, par ailleurs par les Ă©missions de CO2 et de mĂ©thane qu’il provoque, contribue Ă  l’effet de serre.

Recherche : un programme CNES - ESA - NASA est en prĂ©paration en MĂ©diterranĂ©e (Moose 2)qui utilisera le satellite, mais aussi des bouĂ©es dites « Boussole Â» (« BouĂ©e pour l’acquisition d’une sĂ©rie optique Ă  long terme Â»[22]).

Engagements internationaux

Des accords géographiques, comme OSPAR et HELCOM, incitent à étudier ces situations et aussi à y remédier.

Exemples
  • Un accord sur le Rhin en Europe visait une diminution de 50 % des taux d’azote apportĂ©s en mer, mais en 2004, il n’avait Ă©tĂ© rĂ©duit que de 37 %.
    Aux États-Unis, on craint que les subventions aux agrocarburants se traduisent par une utilisation accrue d'engrais azotĂ©s et phosphatĂ©s.
  • En Europe, en 1998, l'OSPAR a adoptĂ© une stratĂ©gie de lutte contre l'eutrophisation (NumĂ©ro de rĂ©fĂ©rence OSPAR 1998-18), incluant l'objectif de « combattre l'eutrophisation dans la zone maritime d'OSPAR Â» pour « parvenir Ă  maintenir un milieu marin sain oĂč les phĂ©nomĂšnes d'eutrophisation ne se produiront pas Â». Le calendrier OSPAR prĂ©voyait de rĂ©tablir une situation normale avant 2010.
  • Les pays baltes sont engagĂ©s par HELCOM Ă  rĂ©duire la pollution de la mer Baltique.
  • Directives europĂ©ennes : La directive-cadre sur l'eau et la directive Nitrates devraient contribuer Ă  rĂ©duire Ă  la source les polluants eutrophisants marins, puisqu'elles incluent dans leur champ d'action et dans leurs objectifs tant les eaux douces que salĂ©es et saumĂątres avec l'objectif de retrouver un bon Ă©tat Ă©cologique des eaux. L'application de la directive nitrate a Ă©tĂ© trĂšs difficile, notamment les premiĂšres annĂ©es avec les critĂšres d'Ă©tablissement de zone vulnĂ©rable qui n'ont pas Ă©tĂ© respectĂ©s dans certaines rĂ©gions d'agriculture intensive (nord de la France, par exemple), mais son application semble s'amĂ©liorer, avec de premiers effets visibles.

Articles connexes

Liens externes

Notes et références

  1. ↑ http://www.sfgate.com/cgi-bin/article.cgi?f=/c/a/2008/08/15/MNLD12ADSN.DTL
  2. ↑ Jeffrey Polovina et al. Geophysical Research Letters Vol.35, L03618,2008
  3. ↑ Document (publiĂ© avec deux ans de retard) intĂ©grĂ© dans le rapport GEO 3 sur l'Ă©tat de la planĂšte en 2004
  4. ↑ Bilan de santĂ© 2000 (QSR, Quality Status Report, Commission OSPAR, Londres. 108 + vii p. Document portant sur cinq rĂ©gions de l’Atlantique du Nord-Est : RĂ©gion I, eaux arctiques ; RĂ©gion II, mer du Nord au sens large ; RĂ©gion III, mers celtiques ; RĂ©gion IV, golfe de Gascogne et cĂŽtes ibĂ©riques ; RĂ©gion V, Atlantique au large.
  5. ↑ Rapport OSPAR, p 63
  6. ↑ Landry, C.A., S. Manning, and A.O. Cheek. 2004. Hypoxia suppresses reproduction in Gulf killifish, Fundulus grandis. e.hormone 2004 conference. Oct. 27-30. New Orleans
  7. ↑ Institut des sciences de la mer d'Austin
  8. ↑ Murphy, Thomas, et al. 2004. Modeling the effects of multiple anthropogenic and environmental stressors on Atlantic croaker populations using nested simulation models and laboratory data. Fourth SETAC World Congress, 25th Annual Meeting in North America. Nov. 14-18. Portland, Ore. Abstract.
  9. ↑ Johanning, K., et al. 2004. Assessment of molecular interaction between low oxygen and estrogen in fish cell culture. Fourth SETAC World Congress, 25th Annual Meeting in North America. Nov. 14-18. Portland, Ore. RĂ©sumĂ©
  10. ↑ prĂ©sentation de la zone morte qui fait face au Cap Perpetua. Ce cas est Ă©tudiĂ© par un consortium scientifique PISCO (Partnership for InterdisplinaryStudies of Coastal Oceans), avec l'aide de l’OSU, l’ODFW, le NOAA et l’UniversitĂ© de Washington)
  11. ↑ Article du New York Times du 6 aoĂ»t 2006 et CommuniquĂ© de l'État de l'Oregon du 26 juillet 2006 (31 juillet 2007)
  12. ↑ Laurence Mee, Reviving Dead Zones, Scientific American, novembre 2006. ConsultĂ© le 2006-12-9.
  13. ↑ L. E. Osterman et al. 2004. Reconstructing an 180-yr record of natural and anthropogenic induced hypoxia from the sediments of the Louisiana Continental Shelf. Geological Society of America meeting. Nov. 7-10. Denver RĂ©sumĂ©.
  14. ↑ Voir cartes NOAA
  15. ↑ Taylor, F.J., N.J. Taylor, J.R. Walsby 1985. A bloom of planktonic diatom Ceratulina pelagica off the coastal northeastern New Zealand in 1983, and its contribution to an associated mortality of fish and benthic fauna. Intertional Revue ges. Hydrobiol. 70: 773-795
  16. ↑ Morrisey, D.J. 2000. Predicting impacts and recovery of marine farm sites in Stewart Island New Zealand, from the Findlay-Watling model. Aquaculture 185: 257-271.
  17. ↑ Portail Internet du Programme de protection de l'Environnement marin contre les apports anthropiques
  18. ↑ Voir par exemple G.L. Pickard et W.J. Emery. 1982. Description Physical Oceanography: An Introduction. Pergamon Press, Oxford, 249 p. Page 47)
  19. ↑ Voir par exemple NOAA
  20. ↑ Étude du NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) 2001, de Roger Zimmerman et James Nance
  21. ↑ (en) Dead Zone Is Price Gulf Coast Pays as Farms Cash In on Ethanol, Bloomberg
  22. ↑ CommuniquĂ© CNRS " 8 juin 2008, JournĂ©e mondiale des ocĂ©ans ; Mesurer la dĂ©sertification des ocĂ©ans"sur les bouĂ©es "boussoles"
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