Les nuages, la fumée et le brouillard peuvent bloquer la lumière du soleil dans le ciel, mais sous la surface de l’océan, des forces très différentes peuvent plonger les fonds marins dans l’obscurité. Le ruissellement des sédiments, la prolifération d’algues et les débris organiques peuvent réduire considérablement la lumière sous-marine, transformant parfois les eaux côtières lumineuses en une nuit proche. Pour mieux comprendre ces événements, une équipe internationale de scientifiques a développé le premier système conçu pour identifier et comparer ce qu’ils appellent les pannes d’électricité marines.
La recherche, publiée dans Communications Terre et Environnementintroduit le concept d’onde sombre marine. Ces événements sont des périodes d’obscurité sous-marine de courte durée mais intenses qui peuvent sérieusement perturber les forêts de varech, les herbiers marins et d’autres organismes marins qui dépendent de la lumière pour survivre.
Pourquoi la lumière est importante dans l’océan
« Nous savons depuis longtemps que les niveaux de lumière sont critiques pour les organismes photosynthétiques – comme les algues, les herbiers marins et les coraux – et que les facteurs qui réduisent la lumière sur le fond marin peuvent avoir un impact sur eux », a déclaré le co-auteur Bob Miller, chercheur biologiste à l’Institut des sciences marines de l’UC Santa Barbara. « Cette étude crée un cadre pour comparer de tels événements, que nous appelons ondes sombres. »
Jusqu’à présent, les scientifiques ne disposaient pas d’une méthode commune pour évaluer les pertes extrêmes de lumière sous-marine dans différentes régions. L’objectif du nouveau cadre est de rendre ces événements mesurables et comparables à l’échelle mondiale.
« La lumière est un moteur fondamental de la productivité marine, mais jusqu’à présent, nous n’avions pas de moyen cohérent de mesurer les réductions extrêmes de la lumière sous-marine », a déclaré l’auteur principal François Thoral, chercheur postdoctoral à l’Université de Waikato et à Earth Sciences New Zealand.
Des décennies de données révèlent un modèle caché
Pour construire le cadre, les chercheurs ont analysé les données à long terme de plusieurs régions côtières. L’étude a utilisé 16 années de mesures du site de recherche écologique à long terme (LTER) côtier de Santa Barbara et 10 années d’observations de sites côtiers néo-zélandais dans le golfe de Hauraki/Tīkapa Moana, dans le Firth of Thames. L’équipe a également examiné 21 années d’estimations de la lumière du fond marin dérivées de données satellite le long du Cap Est de la Nouvelle-Zélande.
Dans ces zones, les vagues sombres marines allaient d’événements brefs ne durant que quelques jours à des épisodes prolongés persistant pendant plus de deux mois. Dans certains cas, la lumière atteignant les fonds marins a été presque complètement éliminée.
Les chercheurs ont identifié entre 25 et 80 événements d’ondes sombres le long du Cap Est depuis 2002. Beaucoup étaient associés à de puissantes tempêtes et à des systèmes météorologiques à grande échelle, notamment le cyclone Gabrielle.
Des ténèbres à court terme avec des conséquences durables
Pendant des années, les scientifiques se sont concentrés sur le déclin lent et à long terme de la clarté de l’eau, considéré comme une menace majeure pour les écosystèmes côtiers. Les nouvelles découvertes suggèrent que les événements soudains d’ondes sombres pourraient être tout aussi dommageables.
« Même de courtes périodes de lumière réduite peuvent altérer la photosynthèse dans les forêts de varech, les herbiers marins et les coraux », a déclaré Thoral. « Ces événements peuvent également influencer le comportement des poissons, des requins et des mammifères marins. Lorsque l’obscurité persiste, les effets écologiques peuvent être importants. »
Un nouvel outil pour suivre le stress des océans
Le cadre marin darkwave s’ajoute aux outils existants utilisés pour surveiller les vagues de chaleur marines, l’acidification des océans et la désoxygénation. Ensemble, ces systèmes offrent aux communautés côtières, aux groupes de conservation et aux gestionnaires de ressources un moyen plus clair de reconnaître lorsque les écosystèmes marins sont soumis à un stress intense et immédiat.
Le Santa Barbara Coastal LTER étant l’un des rares programmes au monde à collecter des mesures à long terme de la lumière sur le fond marin, Miller et ses collègues de l’UCSB prévoient d’étendre leurs travaux. Ils visent à étudier comment la sédimentation et la turbidité – qui sont influencées par les incendies et les coulées de boue – affectent les forêts de varech de Californie.