Un réchauffement sans précédent menace les lacs de la Terre et leurs écosystèmes

Les lacs, riches en biodiversité et en services écologiques importants, sont confrontés à une tendance inquiétante : la hausse rapide des températures. Une étude récente publiée dans Géosciences de la nature Une étude réalisée par une équipe internationale de limnologues et de modélisateurs du climat révèle que si le réchauffement anthropique actuel se poursuit jusqu’à la fin de ce siècle, les lacs du monde entier connaîtront probablement un réchauffement généralisé et sans précédent de la surface et du sous-sol, bien au-delà de ce qu’ils ont connu auparavant.

L’étude utilise des données sur la température des lacs simulées par un modèle informatique climatique de pointe (Community Earth System Model, version 2) couvrant la période de 1850 à 2100 CE. Il s’agit du premier modèle de ce type, qui capture la dynamique et la thermodynamique des systèmes lacustres de manière intégrée à l’atmosphère.

Au lieu d’exécuter le modèle informatique une seule fois dans le futur, les scientifiques ont utilisé un ensemble de 100 simulations du passé vers le futur, qui ont été exécutées sur l’un des ordinateurs les plus rapides de Corée du Sud (« Aleph » à l’Institut des sciences fondamentales). Chaque simulation génère une réalisation légèrement différente de la variabilité naturelle du climat tout en répondant aux effets du réchauffement climatique anthropique dû à l’augmentation des concentrations de gaz à effet de serre.

Grâce à cette approche de modélisation d’ensemble, les scientifiques ont pu distinguer les variations naturelles de température des lacs de celles causées par l’intervention humaine. Cela a permis à l’équipe d’estimer pour la première fois le moment où les températures des lacs dépasseront définitivement les limites naturelles, une situation appelée conditions sans analogue.

Le Dr Lei Huang, auteur principal de l’étude (aujourd’hui à la Capital Normal University de Pékin, en Chine) et ancien chercheur postdoctoral au Centre de physique climatique de l’IBS à Busan, en Corée du Sud, souligne qu’en moyenne, les lacs du monde entier seront confrontés à des climats sans équivalent d’ici la fin de ce siècle. Cependant, le moment de l’émergence varie à l’échelle mondiale. Les lacs tropicaux, abritant 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).

Bien que le réchauffement de surface affecte les espèces vivant dans les couches peu profondes des lacs, certains organismes peuvent migrer verticalement pour trouver des habitats thermiques plus adaptés. Il est donc essentiel de prendre également en compte la manière dont le réchauffement pénètre dans les couches souterraines.

« Notre étude révèle une émergence synchrone de conditions non analogues dans les couches souterraines des lacs tropicaux, provoquée par une transmission rapide vers le bas des signaux de réchauffement lors d’événements fréquents de mélange des lacs. En revanche, les lacs de haute latitude protègent partiellement les couches souterraines du réchauffement de surface par stratification, retardant ou parfois même empêchant les climats non analogues en profondeur », explique le Dr Iestyn Woolway, chercheur indépendant du NERC à l’université de Bangor, au Royaume-Uni, auteur correspondant de l’étude.

Les conséquences d’un climat lacustre sans équivalent sont profondes. « Il peut conduire à de graves perturbations futures des écosystèmes », commente le professeur Axel Timmermann, co-auteur de l’étude et directeur du Centre de physique climatique de l’IBS.

Comparés aux biotes terrestres et marins, les organismes lacustres sont souvent limités dans leur capacité à migrer vers des habitats climatiquement plus optimaux. Il est donc essentiel de comprendre le moment de l’émergence des espèces non analogues pour l’adaptation, la planification et l’atténuation du changement climatique dans les écosystèmes lacustres.