L’Institut Leibniz d’écologie des eaux douces et de pêche continentale (IGB) a démontré que l’augmentation des tempêtes estivales, due au changement climatique, génère un risque inédit pour les lacs profonds et aux eaux claires : la prolifération massive de cyanobactéries toxiques.
Les résultats, publiés dans Limnology and Oceanography Letters, remettent en question les stratégies traditionnelles de gestion environnementale et posent de nouveaux défis pour la santé publique.
L’expérience au lac Stechlin
Une équipe dirigée par Hans-Peter Grossart, Stella Berger et Jens Nejstgaard a conçu une expérience au LakeLab du lac Stechlin (Allemagne) pour simuler l’effet d’une tempête sévère dans des eaux profondes et transparentes.
- 24 enceintes expérimentales de neuf mètres de diamètre et 20 mètres de profondeur ont été utilisées.
- Dans certaines enceintes, un mélange profond de la colonne d’eau a été provoqué, imitant l’effet d’une tempête estivale.
- D’autres enceintes sont restées comme témoins sans altération.
La méthodologie a permis de séparer les effets du mélange d’autres facteurs externes et de reproduire l’expérience dans des conditions réalistes.
Résultats : prolifération de cyanobactéries
Le mélange profond a mobilisé des nutriments et du phytoplancton des couches inférieures vers la surface éclairée, générant une augmentation abrupte de la biomasse algale.
- Dans une première phase, les cryptophytes mobiles (Cryptomonas) ont dominé la communauté.
- Ensuite, les cyanobactéries filamenteuses (Dolichospermum) ont proliféré, réduisant la transparence de l’eau.
- Enfin, les diatomées coloniales (Asterionella formosa) ont enregistré une croissance notable.
La Dre Berger a expliqué que dans les lacs profonds et clairs, les algues peuvent croître dans les couches inférieures grâce à la pénétration de la lumière solaire. Lorsqu’une tempête les entraîne à la surface, elles trouvent des conditions idéales pour se reproduire rapidement.
Impacts écologiques et climatiques
L’étude décrit une séquence de processus après la tempête simulée :
- Altération de la stratification thermique.
- Montée de nutriments tels que le phosphore, l’azote, le silicium et le carbone inorganique.
- Stimulation de la production primaire et changements dans la composition du phytoplancton.
L’accumulation de biomasse dans les eaux profondes peut :
- Aggraver la désoxygénation.
- Favoriser l’eutrophisation.
- Altérer les flux de carbone et de nutriments vers le fond.
Des modèles dérivés de l’expérience estiment qu’une seule tempête pourrait augmenter la production annuelle de cyanobactéries de 20%, et que des tempêtes successives auraient un impact encore plus grand.
Risques pour la santé et gestion des lacs
Les cyanobactéries toxiques représentent un danger pour les humains et les animaux. Le professeur Grossart a souligné que le réchauffement des lacs n’affecte pas seulement les écosystèmes peu profonds et riches en nutriments, mais aussi les lacs profonds et cristallins.
Ces résultats remettent en question la stratégie traditionnelle de gestion, centrée sur la réduction des nutriments externes. Les floraisons peuvent provenir de mécanismes internes, comme le mélange causé par les tempêtes, même dans les lacs avec de faibles niveaux de nutriments et sans apports récents d’origine humaine.
Menaces émergentes et besoin d’adaptation
L’IGB conclut que les lacs profonds et clairs, jusqu’à présent considérés comme stables, font face à des menaces émergentes qui exigent :
- Des stratégies de gestion proactives.
- Une surveillance adaptée aux phénomènes météorologiques extrêmes.
- Une compréhension plus profonde des processus internes activés par le changement climatique.
L’augmentation de la biomasse algale pourrait favoriser le captage du carbone, agissant comme une rétroaction négative sur le réchauffement climatique. Cependant, elle peut également intensifier la perte d’oxygène et perpétuer des cycles d’eutrophisation, compromettant la qualité de l’eau et la conservation des écosystèmes de grande valeur.
