Un retour positif à la désoxygénation des lacs tempérés

L’anoxie menace les eaux intérieures du monde entier. Une fois survenu dans un lac, le manque d’oxygène déclenche même une spirale descendante qui s’accélère avec l’augmentation du réchauffement climatique. C’est ce qu’indiquent les résultats d’une étude internationale impliquant des chercheurs de la TU Bergakademie Freiberg, publiés dans Biologie du changement global.

Selon l’étude, les lacs qui étaient autrefois touchés par un manque d’oxygène dans les eaux profondes le sont à nouveau l’année suivante. En conséquence, les conditions de vie des poissons et des invertébrés continuent de se détériorer, les émissions de gaz à effet de serre augmentent et les cycles des nutriments s’intensifient.

Pour cette étude, l’équipe de recherche internationale a analysé pour la première fois les données à long terme de plus de 600 lacs, principalement en Amérique du Nord et en Europe. Sur la base des données, le professeur Maximilian Lau, co-auteur de la TU Bergakademie Freiberg, conclut : « Si un lac tombe en dessous d’une teneur critique en oxygène en un an, il y a une très forte probabilité qu’il soit affecté par une carence en oxygène encore plus grave dans l’année suivante. »

Il ajoute : « Bien que ce cercle vicieux problématique puisse être déduit de connaissances antérieures sur la dynamique des nutriments, notre équipe a maintenant pu déchiffrer l’effet des processus impliqués pour la première fois grâce à la grande taille de l’échantillon. »

Avec les données de plus de 100 000 campagnes de mesures indépendantes, l’étude clarifie ainsi la relation réciproque entre température de l’eau, rétention de nutriments dans les sédiments, développement d’algues planctoniques et déficit en oxygène. Grâce à ces résultats, l’équipe peut prédire la susceptibilité des masses d’eau à de nouvelles crises d’oxygène. Les résultats peuvent désormais aider les chercheurs et les autorités à mieux comprendre la santé des lacs et à les améliorer grâce à une gestion ciblée des éléments nutritifs.

De nouvelles données permettent une étude à long terme

Les données à long terme analysées sur les niveaux de phosphore, de chlorophylle et d’oxygène dans l’eau provenaient de 656 lacs et ont été fournies par les scientifiques du réseau collaboratif GLEON (Global Lake Observatory Network). L’équipe d’étude était particulièrement intéressée par les données provenant des lacs qui montrent déjà des signes d’épuisement de l’oxygène. Celles-ci sont souvent situées dans la zone tempérée d’Europe et d’Amérique du Nord, particulièrement caractérisée par l’activité humaine.

« Les données et l’expertise échangées au sein de GLEON ont été au cœur de ce projet. En travaillant ensemble, nous avons pu caractériser la force et l’omniprésence de la rétroaction de l’appauvrissement en oxygène dans plus de 600 lacs sur cinq continents », explique l’auteur principal Abby Lewis de Virginia Tech.

Comment se produit l’épuisement de l’oxygène dans les lacs

De manière générale, la hausse des températures favorise un allongement de la période de stratification des lacs. Lors de la stratification, l’échange d’eau entre les couches chaudes proches de la surface et les couches profondes et froides est plus difficile. Le changement climatique augmente la durée et la stabilité de cette stratification dite thermique des lacs, notamment en raison de l’arrivée de plus en plus précoce du printemps. Cela donne aux processus de décomposition plus de temps pour épuiser complètement l’apport limité d’oxygène dans les eaux profondes. De plus, la hausse des températures favorise la formation accrue d’algues.

Si les algues meurent, elles sont décomposées par les bactéries du fond, qui consomment l’oxygène. Cela entraîne un manque d’oxygène dans le lac, surtout dans les parties les plus profondes. Un manque persistant d’oxygène entraîne la mort de presque tous les organismes supérieurs présents dans l’eau.