Les lacs du monde entier confrontés à un réchauffement sans précédent, prévient une étude majeure

Y a-t-il un incendie dans le lac ? Une précédente étude de l’université d’Uppsala (2014), qui fait désormais référence dans ce domaine, avait recensé quelque 117 millions de plans d’eau de plus de 0,2 hectare à travers le monde, couvrant près de 4 % de la surface terrestre (hors glaciers du Groenland et de l’Antarctique). De quoi montrer que l’avenir de ces écosystèmes aquatiques préoccupe les chercheurs.

Cependant, il ne suffit pas de mesurer la température de l’eau pour savoir si la situation se dégrade, car l’effet de l’activité humaine sur le climat a tendance à être confondu avec d’autres facteurs (éruptions volcaniques, aérosols, etc.).

La nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Geoscience (12 juillet 2024), utilise des données de température simulées par un modèle climatique de pointe – le Community Earth System Model, version 2 – couvrant la période 1850-2100. Il s’agit du premier modèle de ce type à capturer la dynamique et la thermodynamique des systèmes lacustres de manière intégrée à l’atmosphère.

Modélisation : 100 simulations de l’évolution thermique des lacs du futur

Plutôt que d’exécuter le modèle informatique dans le futur une seule fois, l’équipe internationale dirigée par des scientifiques de l’Institut des sciences fondamentales (IBS) de Busan, en Corée du Sud, a utilisé un ensemble de 100 simulations du passé vers le futur, qui ont été exécutées sur « Aleph » – l’un des ordinateurs les plus rapides du pays.

Chaque simulation génère une réalisation légèrement différente de la variabilité naturelle du climat tout en tenant compte des effets du changement climatique d’origine humaine en raison de l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre.

Grâce à cette approche, les scientifiques ont pu faire la distinction entre les variations naturelles de température des lacs et celles causées par l’intervention humaine. L’équipe a ainsi pu, pour la première fois, estimer à quel moment les températures des lacs dépasseront définitivement les limites naturelles – une situation appelée « conditions sans analogie ».

En moyenne, tous les lacs connaîtront des climats « sans analogie » d’ici la fin de ce siècle, affirme Lei Huang, premier auteur de l’étude, actuellement à l’Université normale de la capitale à Pékin, en Chine, et ancien chercheur postdoctoral à l’IBS (communiqué de presse).

Projection de l’émergence de conditions «différentes» à la surface des lacs sous l’effet du réchauffement climatique Huang, L., Woolway, RI, Timmermann, A. et al. Émergence de conditions lacustres dépassant la variabilité naturelle de la température. Nat. Geosci. (2024). https://doi.org/10.1038/s41561-024-01491-5

Les lacs tropicaux en première ligne

Toutefois, le calendrier varie d’une région à l’autre. Les lacs tropicaux, qui abritent une riche biodiversité, seront les premiers à connaître des conditions sans précédent lorsque le réchauffement climatique atteindra environ 2,4°C au-dessus des conditions préindustrielles, selon les calculs de l’étude.

Une autre donnée cruciale est la différence entre la surface des lacs et leur profondeur. Si le réchauffement de surface affecte naturellement les espèces des couches peu profondes, certains organismes peuvent migrer verticalement pour trouver une température adaptée. Il est donc essentiel de prendre en compte la manière dont le réchauffement pénètre jusqu’aux couches plus profondes.

« Notre étude révèle l’émergence synchrone de conditions « sans analogie » dans les couches souterraines des lacs tropicaux, provoquées par la transmission rapide en profondeur des marqueurs de réchauffement lors d’événements de mélange fréquents. » eaux, explique Iestyn Woolway, chercheur à l’Université de Bangor (Royaume-Uni) et auteur correspondant de l’étude.

D’autre part, le « stratification » – autrement dit, l’absence (ou quasi-absence) de mélange des eaux entre la surface et la profondeur – prévalant dans les lacs de haute latitude protégerait partiellement les couches souterraines de l’apparition de climats « sans analogie » en profondeur, distingue-t-il. Le pire serait alors tantôt évité, tantôt seulement retardé.

Les pièges climatiques

« Par rapport à la biomes Les organismes terrestres et marins des lacs sont souvent limités dans leur capacité à migrer vers des habitats plus optimaux sur le plan climatique.souligne Axel Timmermann, co-auteur de l’étude et directeur du Centre de physique du climat de l’IBS (communiqué de presse).

« Il est donc essentiel de comprendre le moment de l’émergence des conditions « sans analogie » pour l’adaptation, la planification et l’atténuation des impacts climatiques dans les écosystèmes lacustres. »

Cet article a été initialement publié le 16 juillet.