Vue aérienne de l’atoll de Palmyra. Crédit : © 2023 KAUST ; Richard Brooks
Des scientifiques ont découvert que les processus océaniques propres au phénomène El Niño peuvent aider les récifs coralliens à survivre au stress thermique provoqué par le changement climatique. Plus précisément, le renforcement du contre-courant nord-équatorial pendant El Niño apporte des eaux plus fraîches et riches en nutriments à certains récifs, ce qui les aide à résister au blanchiment induit par la chaleur. Ces résultats pourraient servir de base à de futures stratégies de conservation des récifs coralliens.
Les vagues de chaleur marine apparaissent comme l’un des principaux effets du changement climatique et constituent une menace particulièrement importante pour les coraux qui forment l’épine dorsale des récifs coralliens. Des chercheurs ont maintenant identifié un phénomène qui pourrait aider les gestionnaires de récifs coralliens à mieux planifier et agir pour l’avenir.
Tous les deux ou trois ans, le phénomène climatique cyclique appelé El Niño se manifeste dans le Pacifique tropical, provoquant des changements importants dans les vents, les conditions météorologiques et les températures de l’océan. D’avril 2015 à mai 2016, le Pacifique central a connu l’un des épisodes El Niño les plus forts jamais enregistrés.
Les récifs coralliens ont été tellement stressés par les températures plus élevées de l’océan qu’ils ont subi un blanchiment massif, le stress ayant provoqué l’expulsion des algues symbiotiques des coraux, qui sont devenus blancs. Aujourd’hui, des scientifiques de la KAUST et des collègues internationaux ont identifié des processus océaniques localisés au cours de ce phénomène El Niño qui ont apporté aux récifs coralliens de l’île de Palmyra, dans le Pacifique central, la nourriture dont ils avaient tant besoin et qui leur a permis non seulement de survivre, mais aussi de prospérer. Leurs conclusions permettent de mieux comprendre comment et pourquoi les récifs coralliens réagissent différemment au stress.
L’éloignement et le statut hautement protégé de l’atoll de Palmyre dans l’océan Pacifique en font un laboratoire vivant idéal pour étudier les impacts du changement climatique sur les récifs coralliens. Crédit : © 2023 KAUST ; Chad Wiggins
L’amélioration de la capacité des gestionnaires et des défenseurs de l’environnement à identifier les récifs naturellement protégés pourrait constituer la base du repeuplement des coraux les plus exposés aux effets du changement climatique.
« Nous n’imaginions pas qu’El Niño puisse avoir un effet positif », déclare Michael Fox, spécialiste de l’écologie des récifs coralliens à l’université KAUST. « Les mêmes processus qui ont causé la mort des récifs coralliens dans les îles du Pacifique central situées sur l’équateur ont engendré des conditions positives un peu plus au nord. La vraie surprise est que quelque chose de bénéfique pour les coraux se soit produit au cours d’un El Niño aussi important ».
Fox fait référence à l’intéressante chaîne d’événements de 2015-16 qui a permis aux récifs de Palmyre de survivre, alors que ceux situés à seulement 700 km au sud, sur les îles équatoriales de Kiritimati et Jarvis, n’ont pas survécu.
Découvrez l’abondante vie marine de l’écosystème florissant de l’atoll de Palmyra. Crédit : © 2023 KAUST
Pendant El Niño, le courant océanique au niveau de l’équateur est affaibli, ce qui réduit les nutriments bénéfiques qui sont généralement apportés à la surface lorsque ce courant est fort.
Mais plus au nord, Fox et ses collègues ont constaté que le contre-courant nord-équatorial s’écoulant vers l’est, qui touche les côtes occidentales de Palmyre, a été considérablement renforcé au cours de l’El Niño 2015-16. Ce phénomène, associé à l’apparition d’une couche de surface moins profonde autour de Palmyre, a entraîné un mouvement ascendant des eaux plus fraîches et riches en plancton vers les récifs coralliens de l’île. Ce processus a permis aux récifs de mieux gérer le stress thermique provoqué par la hausse des températures de surface de l’océan.
Fox et ses collègues ont découvert que les modèles océaniques ont démontré que les processus vitaux qui se sont produits pendant l’El Niño 2015-16 étaient également présents pendant les deux autres El Niños majeurs qui se sont produits au cours du dernier demi-siècle. Les données suggèrent que ces processus océaniques ont aidé les coraux de Palmyre à survivre pendant les vagues de chaleur marine les plus extrêmes auxquelles ils ont été confrontés dans le passé et qu’ils pourraient continuer à le faire à l’avenir.
« Les vagues de chaleur associées à El Niño constituent la plus grande menace pour les écosystèmes des récifs coralliens à l’échelle mondiale », explique M. Fox. « Ces événements ont des répercussions considérables dans les tropiques et peuvent entraîner une mortalité massive des coraux dans de vastes zones. L’identification des récifs coralliens qui ont une plus grande chance de survie lors de ces événements extrêmes est essentielle pour comprendre l’avenir des écosystèmes de récifs coralliens. »
Les résultats de l’étude soulèvent la question suivante : existe-t-il d’autres endroits où de telles conditions océaniques sont réunies pendant El Niño et où les récifs se portent mieux que prévu ?
« Notre étude fournit une feuille de route pour une recherche plus large des récifs qui s’opposent à la tendance mondiale au déclin », déclare Fox. « Ces informations seront importantes pour les habitants des îles du Pacifique qui tentent de décider de l’emplacement des zones marines protégées ou de planifier l’avenir.
Palmyra se prêtait particulièrement bien à ces recherches, car il s’agit d’une île inhabitée protégée par le gouvernement fédéral américain qui, depuis 2006, abrite une petite station de recherche établie par The Nature Conservancy. En étudiant un écosystème aussi isolé, Fox et ses collègues ont pu identifier des liens entre les processus océaniques et la survie des coraux qu’il serait difficile d’isoler sur des récifs touchés par l’homme.
« L’atoll de Palmyra est un laboratoire vivant idéal pour étudier les impacts du changement climatique sur les récifs coralliens et, surtout, pour identifier les clés de la résilience des récifs », explique Joseph Pollock, chercheur principal en résilience des récifs coralliens pour les programmes Hawaii & Palmyra de The Nature Conservancy.
« L’éloignement de l’atoll et son statut hautement protégé ont permis aux récifs de l’atoll de conserver leur intégrité écologique, alors que de nombreux récifs dans le monde ont décliné en raison de facteurs de stress locaux, tels que la pollution ou la surpêche », explique M. Pollock. « En comparant les réponses des récifs coralliens de Palmyre à celles de zones plus dégradées ou perturbées, les chercheurs peuvent mieux isoler et comprendre les effets spécifiques du changement climatique. »
Le laboratoire d’océanographie écologique de Fox à la KAUST prévoit de poursuivre ces recherches à Palmyre et de les étendre à la mer Rouge. Ces travaux sont le fruit d’une collaboration entre la KAUST, l’université de Bangor au Royaume-Uni, la Scripps Institution of Oceanography et la National Oceanic and Atmospheric Administration aux États-Unis, et The Nature Conservancy.
« Mon groupe intègre la physiologie des organismes, l’écologie des communautés et l’océanographie afin d’identifier les modèles et les processus qui aideront les récifs à survivre au changement climatique. Nous explorons des questions similaires dans la mer Rouge et nous nous efforçons d’identifier les processus physiques qui peuvent aider ces récifs uniques à persister dans un environnement aussi extrême », explique M. Fox.
Référence : « Ocean currents magnify upwelling and deliver nutritional subsidies to reef-building corals during El Niño heatwaves » par Michael D. Fox, Robin Guillaume-Castel, Clinton B. Edwards, J. Glanz, Jamison M. Gove, J. A. Mattias Green, E. Juhlin, Jennifer E. Smith et Gareth J. Williams, 14 juin 2023, Science Advances.
DOI : 10.1126/sciadv.add5032