Le Grand Déficit de Sédiments : Pourquoi les Fleuves ne Peuvent pas Secourir les Marais Côtiers

Un marais salant à Barnstable, Massachusetts, montre des signes d'érosion et de submersion alors que le niveau de la mer monte (2 décembre 2022). Crédit : Erin Peck

Renforcer les zones humides qui se noient sous les océans en constante augmentation reste un défi, mais les scientifiques sont maintenant un pas plus près d'identifier des solutions.

Face au changement climatique, les grands projets de démantèlement de barrages ont suscité l'attention en tant que solution à la perte de zones humides côtières qui réduisent les inondations, filtrent l'eau et fournissent un habitat à la faune. Cependant, dans un article récemment publié dans Science, les chercheurs ont conclu que cette stratégie ne fonctionnerait pas dans la plupart des rivières américaines.

La raison, ont-ils affirmé, est le manque de sédiments. Parmi les près de 5 000 rivières analysées, près de trois sur quatre n'étaient pas en mesure de fournir suffisamment de sédiments pour compenser la montée du niveau de la mer dans leurs zones côtières connectées. Près de la moitié manquaient d'au moins dix fois la quantité de sédiments nécessaire.

C'est la première étude nationale examinant la quantité de sédiments de bassin versant pouvant être déposée par les rivières dans les zones côtières. Jusqu'à présent, la recherche s'est concentrée sur quelques grandes rivières comme le Mississippi, et les rivières abruptes comme l'Elwha dans l'État de Washington, qui ne sont pas représentatives de la plupart des autres rivières des États-Unis contigus.

Selon les chercheurs, la plupart des bassins versants des États-Unis sont petits et ne sont pas la principale source d'accumulation de sédiments dans les zones humides. Ce sont dans ces petites rivières que la plupart des barrages se trouvent.

Scott Ensign, docteur en sciences, chercheur au Stroud Water Research Center, une organisation à but non lucratif qui étudie les cours d'eau douce et les rivières du monde entier, a dirigé l'étude. Il a déclaré : "L'Elwha est l'archétype d'un projet de suppression de barrage qui restaure les sédiments côtiers, et pour de bonnes raisons : il a libéré une énorme quantité de sédiments et de sable.

"Cependant, les rivières des côtes est et du golfe sont moins abruptes que sur la côte ouest, et elles ont moins de sédiments qui pourraient potentiellement atteindre les zones humides - des zones humides plus vastes nécessitant plus de sédiments pour les maintenir au-dessus de la montée des mers. En gros, les chiffres ne correspondent pas."

Christopher Craft, docteur en sciences et professeur à l'Université d'Indiana, spécialisé dans la restauration des zones humides et le changement climatique, a déclaré : "L'analyse spatiale étendue et exhaustive réalisée par les auteurs suggère fortement que l'approvisionnement en sédiments de la plupart des bassins versants côtiers est insuffisant pour maintenir les zones humides de marée à mesure que le niveau de la mer monte. En d'autres termes, les sédiments ne les sauveront pas."

Scott Ensign et ses coauteurs, Joanne Halls de l'Université de Caroline du Nord à Wilmington et Erin Peck de l'Université du Massachusetts, ont utilisé des données publiquement disponibles de l'U.S. Geological Survey et de l'Administration nationale océanique et atmosphérique pour modéliser l'approvisionnement en sédiments de bassin versant dans les zones humides côtières en utilisant la technologie ArcGIS Pro d'Esri. Ils ont ensuite comparé leurs prédictions aux zones humides de marée à travers les États-Unis avec les taux de changement précédemment rapportés.

"En règle générale, les sédiments qui sauvent la plupart des zones humides de la submersion ne proviennent pas de la rivière en amont. Dans de nombreux endroits sur la côte est, le retrait des barrages n'aidera pas. Nous devons chercher ailleurs", a expliqué Ensign.

James Pizzuto, docteur en sciences et professeur de sciences géologiques spécialisé dans les sciences fluviales à l'Université du Delaware, a déclaré que les chercheurs avaient intelligemment abordé un problème complexe. "Ces résultats, et les variations locales documentées en cartographiant l'ensemble de la côte des États-Unis, fournissent des orientations essentielles aux gestionnaires et aux scientifiques, en documentant les domaines sur lesquels les efforts futurs devraient se concentrer sur d'autres processus au-delà des sédiments de bassin versant", a-t-il déclaré.

Ces efforts pourraient inclure des moyens de retenir davantage de sédiments minéraux, de matières végétales et de carbone organique dans les sols des zones humides, explique Donald F. Boesch, professeur émérite de la University of Maryland Center for Environmental Science. Il explique : "Cela est vrai à la fois là où ils manquent de sédiments et là où les sédiments sont détournés pour construire et entretenir des zones humides subissant des taux élevés de montée relative du niveau de la mer, comme dans le delta du Mississippi."

Des études futures sont nécessaires pour mesurer la quantité de sédiments piégés derrière des barrages spécifiques et prédire avec précision leur effet sur les zones humides de marée en aval.

Ensign a déclaré : "Dans l'ensemble, la mesure la plus importante pour sauver les zones humides de marée consiste à leur permettre de migrer en amont. Dans certaines régions, cela nécessitera la restauration de l'hydrologie naturelle et la préservation des terrains bas. L'application directe de sédiments et d'autres approches d'ingénierie peuvent également être utiles à une échelle très locale."

Référence : "Watershed sediment cannot offset sea level rise in most US tidal wetlands" by Scott H. Ensign, Joanne N. Halls and Erin K. Peck, 7 décembre 2023, Science. DOI : 10.1126/science.adj0513

La recherche a été financée par la National Science Foundation.