Les effets imprévus de la fusion des glaciers sur les écosystèmes côtiers de l’Arctique
Les chercheurs ont constaté que le changement climatique induit la fusion glaciaire augmente la teneur en métaux lourds et modifie le microbiome des algues brunes formantes dans l’habitat chez les fjords arctiques. Comme les algues sont à la base du réseau alimentaire, cela aura probablement des conséquences écologiques et économiques en cascade.
Dans un projet de coopération interdisciplinaire des projets de l’UE Face-It, Ecotip et Sea-Quester, les scientifiques ont étudié les conséquences du changement climatique dans l’Arctique. Ils se sont concentrés sur un groupe d’organismes qui forment la base même des écosystèmes côtiers arctiques – des macroalgaes brunes, appelées kelps, qui forment des forêts sous-marines denses et étendues le long des côtes rocheuses. Le rôle écologique des kelps peut être comparé aux arbres sur terre: ils fournissent de la nourriture, de l’habitat et un terrain de pépinière pour une variété d’organismes et maintiennent ainsi des écosystèmes complexes. Les chercheurs se sont concentrés sur les effets du changement climatique sur les zones de sous-zones afin de tirer des conclusions sur les conséquences écologiques et socio-économiques. Leurs nouvelles découvertes en écologie côtière arctique ont maintenant été publiées dans la revue internationale Scientific Reports de Sarina Niedzwiedz et Kai Bischof de l’Université de Brême et Marum – Center for Marine Environmental Sciences et leur équipe de co-auteurs.
Le réchauffement augmente les intensités de ruissellement – et influence les concentrations d’éléments
La région arctique se réchauffe à un rythme bien supérieur à la moyenne mondiale. Par conséquent, la neige, les glaciers et le pergélisol fondent – qui contribuent tous aux panaches côtiers. Les panaches de ruissellement modifient les paramètres de l’eau radicalement car de grands volumes d’eau douce réduisent la salinité, les sédiments lavés réduisent la disponibilité de la lumière et, selon le matériau lithogène et organique dans le ruissellement, la composition élémentaire change. Alors que de nombreux éléments qui sont lavés dans les fjords peuvent agir comme des micronutriments pour les kelps (par exemple, le sodium, le magnésium, le potassium), des éléments nocifs, tels que les métaux lourds (par exemple, le cadmium, le plomb, le mercure) ont également été trouvés à des concentrations plus élevées. Les chercheurs ont collecté des ifrts exposés à différents niveaux d’intensités de ruissellement et ont analysé leur composition élémentaire. Dans tous les éléments étudiés, l’équipe a trouvé le même schéma: à mesure que l’intensité du ruissellement augmente, il en va de même pour les concentrations d’éléments. Dans le cas du mercure, les volets qui ont été fortement influencés par le ruissellement ont été caractérisés par une teneur en mercure de 72% plus élevée par rapport aux kelps de la zone témoin.
Modification du microbiome
De plus, les chercheurs ont analysé comment différents taux de ruissellement affectent le microbiome de varech. Le microbiome est très important pour la fonction écologique des kelps, comme leur valeur nutritionnelle ou leur cyclisme élémentaire dans l’écosystème. Ils ont constaté que le microbiome a également changé avec différents taux de ruissellement.
Ces deux changements liés au climat sur les kelps sont susceptibles d’avoir des conséquences en cascade pour l’ensemble de l’écosystème. Il a été démontré que l’ingestion de visgements contaminés par les métaux a des impacts négatifs, tels qu’une réduction du développement, de la croissance et de la reproduction, et pourrait conduire à une bioaccumulation d’éléments nocifs à travers le réseau alimentaire arctique. Finalement, cela pourrait également avoir des conséquences socio-économiques. Le potentiel de biosorption élevé des kelps doit être pris en compte dans la mise en œuvre de la mariculture. Cependant, la récolte de vispelles dans les fjords avec des niveaux élevés d’eaux de fusion et de contamination par les métaux pourrait être une méthode respectueuse de l’environnement pour récolter des terres rares (phytomining). Les terres rares sont de plus en plus utilisées dans des technologies clés telles que les énergies renouvelables et l’électronique.