De nouvelles recherches impliquant des professeurs de Rutgers ont révélé que les changements extrêmes attendus dans la mousson d’été de l’Inde pourraient radicalement entraver la capacité de la baie du Bengale à soutenir un élément crucial de l’approvisionnement alimentaire de la région: la vie marine.
L’étude, publiée dans Géoscience de la naturea été dirigé par des scientifiques de l’Université Rutgers, de l’Université de l’Arizona et des collaborateurs d’Inde, de Chine et d’Europe. Pour parvenir à leurs conclusions, les scientifiques ont examiné comment la mousson, qui apporte de fortes pluies au sous-continent indien, a influencé la productivité marine du baie du Bengale au cours des 22 000 dernières années.
Bien que la baie du Bengale couvre moins de 1% de l’océan mondial, elle fournit près de 8% de la production mondiale de pêche. Ses eaux côtières soutiennent les régions densément peuplées qui reposent fortement sur les ressources marines pour la nourriture et les moyens de subsistance.
« Des millions de personnes vivant le long de la baie du Bengale dépendent de la mer pour les protéines, en particulier des pêcheries », a déclaré Yair Rosenthal, professeur distingué au Département des sciences marines et côtières et du Département de la Terre et des Sciences planétaires de l’Université Rutgers et auteur de l’étude. « La productivité de ces eaux – la capacité de l’océan à soutenir la croissance du plancton – est le fondement du réseau maritime marin. Si la productivité océanique diminue, elle affectera puissamment l’écosystème, réduisant finalement les stocks de poissons et menaçant la sécurité alimentaire pour les communautés côtières. »
La mousson est essentielle pour fournir de l’eau douce à la région, mais les chercheurs ont constaté que les périodes de mousson extrêmement fortes et extrêmement faibles au cours des siècles ont provoqué une perturbation significative – une réduction de 50% des aliments disponibles pour la vie marine à la surface. Cela s’est produit parce que ces conditions extrêmes ont inhibé le mélange entre les zones profondes et de surface de l’océan, empêchant les nutriments d’atteindre la région supérieure où la vie marine prospère.
Les changements climatiques qui devraient rendre la mousson plus intense et plus variable, et ces extrêmes provoquant la stratification des couches océaniques, l’approvisionnement alimentaire produit par la baie du Bengale peut être menacé, ont déclaré des chercheurs.
Pour comprendre comment la mousson d’été indienne et la productivité océanique ont changé au fil du temps, les scientifiques ont étudié les coquilles fossiles des foraminifères – un minuscule plancton à cellule qui vivent dans l’océan et construisent des coquilles de carbonate de calcium. Les obus préservent des informations sur l’environnement dans lequel ils ont grandi, agissant comme des enregistreurs naturels des conditions d’océan et climatiques passées.
« En analysant leur chimie et en suivant l’abondance de certains types qui prospèrent dans les eaux productives, nous avons reconstruit les changements à long terme dans les précipitations, les températures de l’océan et la vie marine dans la baie du Bengale », a déclaré le géoscientifique Kaustubh Thirumalai, professeur adjoint à l’Université d’Arizona et auteur principal de l’étude. « Ensemble, ces signaux chimiques nous ont aidés à comprendre comment la mousson et les conditions océaniques ont répondu aux changements climatiques mondiaux au cours des 22 000 dernières années. »
Les sédiments analysés ont été récupérés du fond marin par des scientifiques à bord du navire de recherche financé par la National Science Foundation, Joides, dans le cadre du programme international de découverte des océans.
Les chercheurs ont constaté que la productivité des eaux du baie du Bengale s’est effondrée pendant les périodes de moussons très faibles, comme Heinrich Stadial 1, et des moussons très fortes, telles que celles du début de l’Holocène. La période connue sous le nom de Heinrich Stadial 1, une période significativement froide, s’est produite entre 17 500 et 15500 ans. Le début de l’Holocène, un temps marqué par un réchauffement rapide et une augmentation du niveau de la mer en raison de la fonte des glaciers, s’est produit entre 10 500 et 9 500 ans.
La quantité de précipitations de la mousson contrôle le volume de décharge de la rivière dans la baie du Bengale. L’eau douce modifie considérablement les conditions océanographiques et affecte le cycle d’alimentation du poisson et du plancton. Lorsque les pluies de mousson sont trop intenses, une couche d’eau douce peut plafonner la surface de l’océan, bloquant les nutriments d’en bas. Sans nutriments, la croissance du plancton baisse – et avec elle, toute la chaîne alimentaire, y compris le poisson. Les moussons plus faibles suppriment également la livraison des nutriments en réduisant la circulation océanique et le mélange piloté par le vent.
« Les deux extrêmes menacent la disponibilité des ressources marines », a déclaré Thirumalai.
Lorsque les chercheurs ont comparé les modèles anciens avec les données océaniques modernes et les projections modèles, ils ont trouvé un parallèle troublant: les scénarios futurs projettent les eaux de surface plus chaudes et le ruissellement d’eau douce plus fort, les conditions qui correspondent aux intervalles passés lorsque la productivité marine a fortement chuté. Composant le risque, les vents futurs peuvent ne pas être suffisamment forts pour contrer la stratification qui supprime le mélange.
L’examen des modèles climatiques passés aide les scientifiques à comprendre comment les composants et processus interconnectés qui composent la Terre physique, y compris son atmosphère et sa biosphère, affectent le climat, l’environnement et tous les organismes sur de longues échelles de temps.
« La relation entre les moussons et la biologie océanique que nous avons découverte dans la baie du Bengale nous donne des preuves réelles de la façon dont les écosystèmes marins ont réagi au réchauffement et aux changements de mousson et pourraient le faire à l’avenir », a déclaré Rosenthal. « Ces idées peuvent aider à affiner les projections et à informer la gestion durable des pêcheries et des ressources côtières à mesure que les impacts du changement climatique s’accélèrent. »
Kaixuan Bu, professeur adjoint de recherche au Département des sciences marines et côtières de Rutgers-New Brunswick, a également contribué à cette étude.