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Des bouleversements silencieux s’opèrent dans les eaux profondes du Saint-Laurent

Photo de l'estuaire du Saint-Laurent.

L'estuaire du Saint-Laurent est aux prises avec une baisse marquée du taux d'oxygène dans ses eaux.

Photo : Radio-Canada

Devant une nouvelle baisse marquée du taux d’oxygène dans les eaux profondes du fleuve Saint-Laurent et des températures records enregistrées en 2021, les chercheurs éprouvent de l’étonnement et du désarroi.

L’oxygène dissous dans les eaux profondes du Saint-Laurent décroît depuis des décennies. Ce phénomène est connu de la communauté scientifique. Un plateau semblait toutefois avoir été atteint depuis le milieu des années 1980, puisque les taux de saturation en oxygène se maintenaient autour de 20 à 25 %.

Les plus récents relevés indiquent des taux aussi faibles que 10 % à divers endroits au large de Rimouski. Pour les océanographes de l’Institut des sciences de la mer de Rimouski (UQAR-ISMER), ces chiffres sont consternants.

« C'est la première fois qu'on voit des taux aussi bas. Les faibles concentrations ne sont pas observées partout, mais dans cette zone on est sous le seuil critique de l'hypoxie. »

— Une citation de  Gwénaëlle Chaillou, professeure d'océanographie chimique à l'Institut des sciences de la mer de Rimouski
Photo de Gwénaëlle Chaillou, de l'Institut des sciences de la mer de Rimouski.

Gwénaëlle Chaillou est professeure d'océanographie chimique à l'Institut des sciences de la mer de Rimouski (UQAR-ISMER).

Photo : Radio-Canada

Son collègue Alfonso Mucci, professeur émérite au département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université McGill, a consacré sa vie à étudier le Saint-Laurent.

Moi, quand j'ai vu ces données, dit-il, j'ai pleuré. Ça m'a vraiment perturbé, d’autant plus que la zone qu’on considère en hypoxie sévère, en deçà de 20 % d’oxygène dissous, s’est beaucoup étendue dans l’estuaire et dans le golfe du Saint-Laurent.

En 2002, affirme-t-il, cette zone couvrait environ 1300 km2, entre Les Escoumins et Rimouski. Ensuite, elle s'est étendue à Pointe-des-Monts, à Sept-Îles. En octobre 2021, la zone hypoxique s'étendait le long du 49e parallèle entre Forillon et l'île d'Anticosti, donc directement dans le golfe.

Carte montrant la zone hypoxique du Saint-Laurent.

Sur cette carte, on peut voir en rouge la zone hypoxique du Saint-Laurent.

Photo : Radio-Canada

Températures à la hausse

Comme un malheur n’arrive jamais seul, la température des eaux du Saint-Laurent augmente. L’équipe de Peter Galbraith, chercheur en océanographie physique à l’Institut Maurice-Lamontagne, a fait le bilan, en janvier 2022, des anomalies de températures dans le fleuve en 2021.

Jamais il n’avait observé de telles températures dans le Saint-Laurent, à commencer par des anomalies de températures chaudes non seulement dans le golfe à la fin de 2021, mais aussi dans les profondeurs du Saint-Laurent, où la température de l’eau est passée de 4,26 °C à 6,08 °C en 50 ans.

Peter Galbraith sourit.

Peter Galbraith est chercheur en océanographie physique à l’Institut Maurice-Lamontagne.

Photo : Radio-Canada / François Gagnon

L’effet combiné de l’augmentation de la température et de la diminution de la teneur en oxygène dissous dans l’eau pose un double problème aux espèces qui vivent à ces profondeurs.

Comme l’explique Denis Chabot, chercheur en écophysiologie à l’Institut Maurice-Lamontagne, quand la température de l’eau s’élève, même juste un peu, les dépenses énergétiques des animaux augmentent.

Certaines espèces pourraient atteindre la limite des conditions qu’elles peuvent supporter, ce qui va graduellement affecter leur capacité à se nourrir, à digérer et à se déplacer.

En moyenne, une crevette femelle à 5 °C peut tolérer 16 % de saturation en oxygène. À 8 °C, ce qui n’est quand même pas tellement plus chaud, ça devient 22 % de saturation en oxygène. Donc, la hausse de la température a rendu l'animal plus sensible à la diminution de l’oxygène dissous dans l’eau, explique Denis Chabot.

Photo de crevettes.

L'augmentation de la température de l'eau cause un stress aux crevettes nordiques.

Photo : Radio-Canada

Ce phénomène de l’appauvrissement de l’oxygène dans les eaux profondes de l’estuaire et du golfe du Saint-Laurent ne serait pas près de se renverser, loin de là.

Les apports en oxygène dans les profondeurs du Saint-Laurent sont en grande partie tributaires des eaux froides et riches en oxygène du courant du Labrador, qui contournent les Grands bancs de Terre-Neuve pour entrer dans le chenal laurentien et dans le golfe.

Or, avec les années, le réchauffement du climat à l’échelle planétaire a des répercussions sur les courants océaniques.

Dans les années 1930, explique Denis Gilbert, chercheur en océanographie physique récemment retraité de l’Institut Maurice-Lamontagne, les trois quarts de la composition de la masse d'eau dans les eaux profondes étaient des eaux de type courant du Labrador. À peu près le quart était constitué d'eaux du type Gulf Stream ou subtropicales.

À partir des années 2000, cette proportion était à peu près égale. En conséquence, les eaux profondes du Saint-Laurent ont vu l’oxygène se tarir graduellement à sa source.

Carte des courants marins qui entrent dans le chenal laurentien.

Carte des courants marins qui entrent dans le chenal laurentien.

Photo : Radio-Canada

Conséquences multiples

Au rythme où vont les choses dans les profondeurs du Saint-Laurent, on n’écarte pas la possibilité que des effets de cascade s’enclenchent, tout particulièrement sur le plan du travail des bactéries.

Avec la raréfaction de l’oxygène dissous dans les eaux profondes, les bactéries vont graduellement se tourner vers d’autres oxydants (nitrates, oxydes de fer et manganèse, etc.) pour dégrader la matière organique en suspension ou dans les sédiments. En ce moment, certains de ces oxydes absorbent les métaux lourds.

« Quand ils vont réduire ces oxydes, ceux-ci vont relarguer leur charge de métaux absorbés dans la colonne d'eau. Donc, on va voir une augmentation de la concentration de métaux lourds dans la colonne d'eau. »

— Une citation de  Alfonso Mucci, professeur émérite au département des sciences de la Terre et des planètes de l’Université McGill
Alfonso Mucci dans un laboratoire.

Alfonso Mucci est professeur émérite au département des sciences de la Terre et des planètes de l'Université McGill.

Photo : Radio-Canada

Pour les chercheurs, le désarroi est grand. Comme le souligne Gwénaëlle Chaillou, de l’ISMER, on est capables de comprendre ce qui se passe, mais ce qu’on peut faire en tant que chercheurs, on peut seulement le dire.

De son côté, Denis Gilbert ajoute que les simulations réalisées dans les années 1980 montraient déjà que des changements allaient se produire. Ça aurait été le fun, dit-il, si le monde avait pu nous croire à ce moment-là.

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