Pour la première fois, les scientifiques peuvent désormais détecter une prolifération de phytoplancton à ses débuts en observant sa «lueur» rouge sous la lumière du soleil, en raison des données uniques de deux satellites de la NASA. Selon une étude menée dans le golfe du Mexique, ce phénomène peut avertir les pêcheurs et les nageurs du développement de cas de marées rouges qui se produisent dans des panaches de ruissellement de couleur sombre provenant de rivières et de zones humides, provoquant parfois des événements d'eaux noires.
Le ruissellement de rivière de couleur foncée comprend de l'azote et du phosphore, qui sont utilisés comme engrais dans l'agriculture. Ces nutriments provoquent la prolifération d'algues marines appelées phytoplancton. Lors de proliférations de phytoplancton extrêmement importantes où les algues sont si concentrées, l'eau peut apparaître noire, certains phytoplancton meurent, coulent au fond de l'océan et sont mangés par des bactéries. Les bactéries consomment les algues et épuisent l'oxygène de l'eau, ce qui entraîne la mort des poissons.
Chuanmin Hu et Frank Muller-Karger, océanographes au College of Marine Science de l'Université de Floride du Sud, Saint-Pétersbourg, en Floride, ont utilisé des données de fluorescence provenant des instruments du spectroradiomètre à imagerie à résolution modérée (MODIS) de la NASA à bord des satellites Terra et Aqua de la NASA. MODIS détecte la lueur ou la fluorescence du phytoplancton, provenant de la chlorophylle de la plante. L'œil humain ne peut pas détecter la fluorescence rouge.
La capacité de détecter les zones d'eau incandescentes aide les chercheurs à déterminer si le phytoplancton est présent dans les grandes plaques d'eau sombre qui se forment au large des côtes de la Floride. Sans ces données, il est impossible de différencier les efflorescences de phytoplancton des panaches de ruissellement sombre qui contiennent peu de cellules de phytoplancton individuelles.
Parce que la matière organique dissoute colorée qui provient des rivières peut absorber des quantités similaires de signaux de couleur bleue et verte comme le font les plantes, les satellites traditionnels qui mesurent simplement la couleur de l'océan ne peuvent pas distinguer les proliférations de phytoplancton dans de telles parcelles.
Bien que les satellites ne puissent pas mesurer directement les nutriments dans les lacs, les rivières, les zones humides et les océans, la technologie de télédétection mesure les quantités de plancton. Les scientifiques peuvent ensuite calculer la quantité de nutriments qui pourrait être nécessaire pour cultiver ces quantités de plancton.
Hu et d'autres ont utilisé cette technique pour étudier la nature et l'origine d'un événement de panache sombre à l'automne 2003 près de Charlotte Harbor, au large de la côte sud de la Floride. Des concentrations modérées d'une des espèces de la marée rouge de la Floride ont été trouvées dans des échantillons d'eau.
"Notre étude trace les plaques d'eau noire près des Florida Keys à environ 200 kilomètres (124 miles) en amont", a déclaré Hu. «Ces résultats suggèrent que le délicat écosystème des Florida Keys est lié à ce qui se passe sur terre et dans deux rivières éloignées, la Paix et Caloosahatchee, alors qu'elles se déversent dans l'océan. Des conditions climatiques extrêmes, telles que des précipitations anormalement élevées au printemps et à l'été 2003, peuvent accélérer ces connexions », a-t-il ajouté.
Ces résultats sont basés sur des analyses scientifiques de plusieurs choses. Les données utilisées incluent la couleur de l’océan par satellite provenant de MODIS et du capteur de champ de vision large (SeaWiFS) et les données de vent du satellite QuikSCAT de la NASA. Le US Geological Survey, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), le Fish and Wildlife Research Institute de Floride et d'autres organisations ont fourni des informations sur la pluie, le débit des rivières et les relevés sur le terrain.
En sachant dans quelle direction les vents soufflent et les courants coulent, Hu et ses collègues peuvent prédire où l'eau noire peut se déplacer.
Les marées rouges se produisent chaque année au large de la Floride et sont connues pour causer la mort de poissons, le stress et la mortalité des coraux et des problèmes de peau et respiratoires chez l'homme. Des études antérieures montrent que des plaques d'eau noire prolongées provoquent une dégradation de la qualité de l'eau et peuvent entraîner la mort des coraux. L'utilisation de satellites de télédétection fournit des moyens efficaces pour surveiller et prévoir de tels événements.
Le lien entre le ruissellement côtier et les événements d'eaux noires est un exemple de la façon dont les écosystèmes terrestres et océaniques sont liés. «Les gestionnaires des zones côtières et foncières sur de vastes zones doivent travailler ensemble pour éviter que davantage d'événements d'eaux noires ne se produisent à l'avenir», a déclaré Muller-Karger.
Cette étude est parue dans un récent numéro des Geophysical Research Letters de l'American Geophysical Union. Les co-auteurs de l'article incluent Gabriel Vargo et Merrie Beth Neely de l'Université de Floride du Sud et Elizabeth Johns du Laboratoire océanographique et météorologique atlantique de la NOAA.
La Direction des sciences de la NASA travaille à améliorer la vie de tous les humains grâce à l'exploration et à l'étude du système terrestre, du système solaire et de l'Univers.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
