D’avril à mai 2019, les récifs coralliens près de l’île polynésienne française de Moorea, dans le centre de l’océan Pacifique Sud, ont subi un blanchissement thermique sévère et prolongé. La catastrophe s’est produite malgré l’absence de conditions El Niño cette année-là, intriguant les océanologues du monde entier.
Une équipe de recherche internationale dirigée par le professeur Alex Wyatt du Département des sciences océaniques de l’Université des sciences et technologies de Hong Kong a enquêté sur cet épisode surprenant et paradoxal de blanchissement des coraux. L’événement inattendu était lié au passage de tourbillons anticycloniques qui ont élevé le niveau de la mer et concentré l’eau chaude sur le récif, entraînant une vague de chaleur marine sous-marine largement cachée à la surface. Les conclusions ont été publiées dans Communication Nature.
La plupart des études sur les schémas de blanchissement des coraux reposent sur des mesures de la température de l’eau à la surface de la mer, qui ne peuvent pas saisir l’image complète des menaces du réchauffement des océans pour les écosystèmes marins, y compris les récifs coralliens tropicaux. Ces mesures de surface effectuées sur de vastes zones avec des satellites sont précieuses, mais sont incapables de détecter le réchauffement sous la surface qui influence les communautés vivant dans des eaux plus profondes que les quelques mètres les moins profonds de l’océan.
Le professeur Wyatt et ses collègues ont analysé les données collectées à Moorea sur 15 ans de 2005 à 2019, en tirant parti d’une combinaison rare de températures de surface de la mer télédétectées et de températures in situ à long terme à haute résolution et d’anomalies du niveau de la mer. Les résultats ont montré que le passage de tourbillons anticycloniques en haute mer au-delà de l’île a fait monter le niveau de la mer et poussé les vagues internes vers les eaux plus profondes. Les ondes internes se déplacent le long de l’interface entre la couche de surface chaude de l’océan et les couches plus froides en dessous, et dans un étude précédente également dirigé par le professeur Wyatt, se sont avérés fournir un refroidissement fréquent des habitats des récifs coralliens.
La présente recherche montre qu’à la suite des anticyclones, le refroidissement par ondes internes a été arrêté au début de 2019, ainsi que lors de certaines vagues de chaleur antérieures. Cela a conduit à un réchauffement inattendu du récif, qui à son tour a provoqué un blanchissement corallien à grande échelle et une mortalité ultérieure. Malheureusement pour la biodiversité des récifs locaux, la mort massive des coraux en 2019 a compensé le rétablissement des communautés coralliennes qui s’étaient produites autour de Moorea au cours de la dernière décennie.
Une animation des températures de surface de la mer autour de Moorea comparées lors des canicules marines de 2016 et 2019. 1 crédit
Une observation notable, contrairement à la canicule de 2019, est que les récifs de Moorea n’ont pas subi de mortalité par blanchissement significative en 2016, malgré le super El Niño qui a apporté des conditions chaudes et décimé de nombreux récifs peu profonds dans le monde. La nouvelle recherche démontre l’importance de collecter des données de température sur toute la gamme de profondeurs occupées par les récifs coralliens, car la capacité de prédire le blanchissement des coraux peut être perdue en se concentrant uniquement sur les conditions de surface. Les données de température de surface de la mer prédisent un blanchissement modéré en 2016 et 2019 à Moorea. Cependant, des observations directes ont montré qu’il n’y avait eu qu’un blanchissement écologiquement insignifiant en 2016, avec un réchauffement de courte durée et limité à de faibles profondeurs. La vague de chaleur marine sévère et prolongée de 2019 aurait été ignorée si les chercheurs n’avaient eu accès qu’aux données sur la température de surface de la mer, et le blanchissement catastrophique des coraux qui en a résulté aurait pu être attribué à tort à des causes autres que le chauffage.
Une animation des niveaux de la mer (champs tourbillonnants) autour de Moorea comparés lors des canicules marines de 2016 et 2019. 1 crédit
« La présente étude met en évidence la nécessité de prendre en compte la dynamique environnementale à travers les profondeurs pertinentes pour les écosystèmes menacés, y compris celles dues au passage d’événements météorologiques sous-marins. Ce type d’analyse dépend de données in situ à long terme mesurées à travers les profondeurs océaniques, mais de telles les données font généralement défaut », a déclaré le professeur Wyatt. « Notre article fournit un exemple mécaniste précieux pour évaluer l’avenir des écosystèmes côtiers dans le contexte de l’évolution de la dynamique des océans et des climats. »
Cette recherche dirigée par HKUST a été menée en collaboration avec une équipe de scientifiques de la Scripps Institution of Oceanography de l’Université de Californie à San Diego, de l’Université de Californie à Santa Barbara, de la California State University, de Northbridge et de la Florida State University. Les données sous-jacentes à cette étude ont été rendues possibles par des observations physiques et écologiques couplées à long terme menées sur le site de Moorea Coral Reef Long-Term Ecological Research (LTER). Les analyses à long terme menées ici et la surveillance simultanée des conditions physiques et de la dynamique biologique sur toute la gamme des profondeurs des communautés marines insulaires et côtières constituent un modèle pour les recherches futures visant à protéger les ressources vivantes vulnérables dans l’océan.
Plus d’information:
Vagues de chaleur cachées et blanchissement sévère des coraux liés aux tourbillons de mésoéchelle et à la dynamique de la thermocline, Communication Nature (2023). doi.org/10.1038/s41467-022-35550-5