Le réchauffement climatique entraîne une perte d’oxygène nocive dans les lacs

Le lac Rondaxe dans le comté de Herkimer, New York, représente les eaux classiques du parc Adirondack. Mais au cours du dernier quart de siècle, Rondaxe – comme des milliers de lacs dans les zones tempérées du monde – a perdu une bataille contre le réchauffement climatique pour maintenir l’oxygène dans ses eaux.

De nouvelles recherches de l’Université Cornell et de l’Institut polytechnique de Rensselaer montrent qu’un monde qui se réchauffe continuellement conduit à de longues semaines de stratification de l’eau à la fin de l’été, ce qui entraîne une privation d’oxygène dans l’eau – provoquant des conditions appelées hypoxie (faible teneur en oxygène) et anoxie (pas d’oxygène) – et des conséquences négatives pour les poissons et d’autres espèces.

Les travaux publiés le 6 décembre dans la revue Biologie du changement global.

« Les lacs avec des pertes d’oxygène dissous sont nettement plus nombreux que ceux avec des gains », a déclaré l’auteur principal Stephen Jane, chercheur postdoctoral au Cornell Atkinson Center for Sustainability. « À grande échelle, les organismes aérobies perdent l’habitat disponible à mesure que le réchauffement des lacs se poursuit. C’est particulièrement le cas pour les organismes qui dépendent des eaux fraîches bien oxygénées des profondeurs des lacs pour survivre aux périodes chaudes.

Jane et ses collègues ont examiné environ 25 ans de données disponibles pour plus de 400 lacs, principalement des États-Unis, pour identifier la perte d’oxygène dissous. Outre le lac Rondaxe, le groupe a étudié les réservoirs de Neversink (comté de Sullivan) et de Cannonsville (comté du Delaware) à New York, ainsi que les lacs Jockeybush et Sagamore (comté de Hamilton).

Dans les lacs au climat tempéré, les chercheurs ont constaté que la quantité d’eau à faible teneur en oxygène augmentait de 0,9 % à 1,7 % par décennie en moyenne et que le volume d’eau du lac manquant d’oxygène avait augmenté de plus de 50 % par rapport à il y a trois décennies.

La réduction de l’oxygène dans l’eau du lac peut avoir de nombreux effets. Par exemple, les parties anoxiques de la colonne d’eau pourraient voir une accumulation de méthane, un puissant gaz à effet de serre. Des nutriments tels que le phosphore provenant des engrais agricoles, libérés des sédiments lacustres non stabilisés, peuvent pénétrer dans la colonne d’eau, ce qui augmente la probabilité de proliférations d’algues nuisibles.

En juillet ou août typique, la surface d’un lac peut être d’environ 70 degrés, tandis que le fond du lac peut être d’environ 40 degrés. « La température et la densité de l’eau sont liées », a déclaré Jane. « Cela devient donc une situation où, fondamentalement, vous avez de l’huile et du vinaigre, où de fortes différences de température de l’eau entre les couches provoquent une résistance au mélange, ce qui est une stratification. »

Le résultat est que l’oxygène de l’atmosphère est empêché de reconstituer l’oxygène dissous dans les eaux profondes, a déclaré Jane. Parce que l’hiver se termine plus tôt qu’il y a des décennies, la stratification saisonnière commence plus tôt et se termine plus tard.

Ces changements de stratification conduisent à plus de temps pour la désoxygénation – l’interruption du processus d’oxygénation naturelle – pour les habitats en eau profonde, a-t-il déclaré.

« Nous montrons ici qu’à mesure que le réchauffement se poursuit, la durée pendant laquelle les lacs présentent une stratification augmente, ce qui entraîne une augmentation de la quantité d’eau à faible teneur en oxygène dans les lacs », a déclaré le co-auteur Kevin Rose, professeur agrégé au Rensselaer Polytechnic Institute. , Troie, New York. « La mauvaise nouvelle est que, compte tenu des taux de réchauffement prévus, nous verrons probablement des augmentations encore plus importantes de la quantité d’eau appauvrie en oxygène dans les lacs à l’avenir. »