Des chercheurs découvrent la cause d’un système d’eau éloigné en rapide évolution

Nichées dans les montagnes Uinta, dans le nord de l’Utah, une série de lacs immaculés sont confrontés à une nouvelle menace : les humains. Katrina Moser, professeure de géographie et présidente du comité, a dirigé une équipe de chercheurs dans la région cet été pour mieux comprendre comment l’activité humaine, comme l’agriculture et le réchauffement des températures dû au changement climatique, entraîne des changements spectaculaires dans un système hydrographique éloigné des zones peuplées.

« Le changement le plus notable est que les températures de l’air et de l’eau sont plus chaudes », a déclaré Moser.

« Quand j’ai commencé à travailler dans la région, je n’enlevais jamais mes sous-vêtements longs parce qu’il faisait toujours froid et qu’il y avait du vent et que nous travaillions dans l’eau. Cette année, j’ai travaillé en t-shirt. »

Bien que les lacs changent en raison du changement climatique d’origine humaine, Moser a déclaré qu’ils ne s’attendaient pas à constater que des nutriments se déposent dans les lacs par l’atmosphère, probablement à partir de l’activité agricole.

Moser a été rejoint par Chad Dickson, étudiant en géographie de quatrième année, qui, dans le cadre d’un stage d’été de recherche de premier cycle, examinait les glaciers rocheux de la région pour comprendre les impacts à long terme du changement climatique et ce qui provoque une transformation spectaculaire dans les lacs de la région.

Des températures plus élevées signifient que les lacs sont libres de glace pendant des périodes plus longues et les chercheurs observent maintenant des changements dans la stabilité thermique des lacs, ce qui à son tour modifie leur chimie et leur biologie.

Les lacs étaient auparavant naturellement vierges en raison d’un manque de nutriments, mais les températures plus chaudes et la fonte des glaciers rocheux changent cette réalité.

L’impact humain

Les glaciers rocheux sont constitués de pergélisol et de glace emprisonnés sous une couche de rochers et d’éboulis. Il existe des preuves de communautés microbiennes au sein de ces glaciers rocheux qui convertissent l’ammonium déposé par l’air et les précipitations en nitrate, qui se retrouve ensuite dans les lacs.

« À mesure que les températures augmentent, ce nitrate auparavant piégé est libéré dans l’eau de fonte qui s’écoule dans les lacs adjacents », a déclaré Dickson.

Pendant deux semaines, Dickson a passé ses journées à se lever tôt et à marcher jusqu’aux lacs qu’il étudiait pour collecter des carottes de sédiments.

Ces carottes de sédiments pénètrent profondément dans le lit des lacs, produisant un profil vertical qui montre les changements dans la composition des sédiments.

« Vous pouvez remonter dans le temps et observer les changements dans l’état et la dynamique du lac tout au long de son histoire », a déclaré Dickson.

Il a prélevé des carottes dans trois lacs ainsi que des échantillons d’eau pour mesurer les nutriments qui s’y déversent. La collecte de ces données est essentielle non seulement pour protéger le système lacustre, mais aussi pour comprendre les impacts que les activités humaines peuvent avoir sur les régions éloignées.

L’équipe a également découvert que malgré l’éloignement de ces lacs, l’agriculture était une autre source de nutriments non naturels pour le système hydrique.

« Les nutriments sont captés et libérés par voie atmosphérique et ont un impact considérable sur les écosystèmes des lacs », a déclaré Moser.

Ces changements peuvent être profonds et même une petite quantité de nitrate entraînera des changements rapides, a déclaré Moser.

Les données préliminaires de l’équipe ont montré que les lacs glaciaires contiennent 100 fois plus de nitrate que la normale dans les lacs de la région. Pour comprendre ce que cela signifie, Moser cite les étangs de Westminster, situés à London, en Ontario, comme exemple d’un système hydrographique qui s’est transformé en un système riche en nutriments et en algues. Selon Moser, la prolifération d’algues dans les étangs est probablement le résultat de l’entrée d’azote et de phosphore dans l’écosystème par l’intermédiaire des engrais.

De Londres à l’Utah

C’est à Westminster Ponds que Dickson a eu son premier aperçu du travail de terrain, un voyage qui le conduirait finalement à des enquêtes similaires dans l’Utah.

« J’ai vraiment apprécié ce travail parce que je suis né et j’ai grandi à Londres, donc j’ai senti que cela me permettait vraiment de me connecter à ma communauté et de comprendre mon propre environnement », a déclaré Dickson.

C’est ici qu’il a perfectionné ses compétences en matière de carottes de sédiments, en étudiant la composition des étangs avant la colonisation européenne.

Étudiant à l’origine en histoire et en sciences politiques, Dickson a suivi un cours sur la géomorphologie et l’hydrologie, qui l’a amené sur le terrain, changeant ainsi son parcours académique.

Il a entendu parler du stage de recherche d’été de premier cycle (USRI) offert à Western et a pu transférer les compétences acquises à London, en Ontario, à l’Utah.

« Nous espérons que notre travail aidera les personnes qui gèrent ces écosystèmes à mieux les protéger et les conserver », a déclaré Moser.

Elle a commencé à travailler dans les montagnes il y a plus de 20 ans et a observé de ses propres yeux des changements spectaculaires dans les écosystèmes lacustres.

« Parfois, cela peut être frustrant d’essayer de faire en sorte que les autres voient les changements qui se produisent », a-t-elle admis.

Cependant, pour Moser, pouvoir travailler avec des étudiants enthousiastes comme Dickson lui donne un sentiment d’espoir pour l’avenir.

« Voir des gens comme Chad et d’autres étudiants s’engager dans des recherches critiques et essayer de faire une différence est ce qui me motive. Cela fait vraiment une différence. »

Fourni par l’Université Western Ontario

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