Les zones mortes, ou zones hypoxiques, sont des régions océaniques où le taux d’oxygène est au plus bas, provoquant ainsi l’asphyxie de la faune marine (photo d’illustration). | GREGORY BOISSY/AFP

Au large de l’Inde, dans la baie du Bengale, la vie marine est en train de disparaître. Cette région de 60 000 km², soit deux fois la superficie de la Belgique, est aujourd’hui une « zone morte ». Une étude pilotée par l’Université du Danemark du Sud et publiée dans la revue Nature Geoscience le 5 décembre alerte sur l’instabilité de cette zone. « Aujourd’hui, la baie du Bengale est à un stade critique. La concentration d’oxygène est si faible qu’il suffirait d’un petit changement de conditions pour étouffer le système océanique », explique Laura Bristow, co-auteure de l’étude et biogéochimiste à l’Institut Max-Planck de Munich.

Les zones mortes, ou zones hypoxiques, sont des régions océaniques où le taux d’oxygène est au plus bas, provoquant ainsi l’asphyxie de la faune marine. « Tous les organismes qui ont besoin de dioxygène pour respirer fuient ces zones, explique Paul Treguer, biogéochimiste et professeur émérite à l’université de Brest, les espèces immobiles comme les crustacés meurent et des bactéries méthanogènes se développent. »

Les engrais agricoles responsables

Ce phénomène de désoxygénation, provoqué naturellement par des phénomènes météorologiques extrêmes ou des courants océaniques particuliers, a toujours existé dans l’histoire de l’océan moderne. Cependant, la situation s’empire depuis les années 1980. En 2003, un rapport de l’ONU estimait à 150 le nombre de zones mortes dans les océans, cinq ans plus tard, une étude publiée par l’Institut de sciences marines de Virginie en dénombrait plus de 400. Réparties sur 245 000 km2, celles-ci se trouvent principalement dans le Pacifique du sud, la mer Baltique, les côtes de Namibie ou encore dans le golfe de Mexico.

Graphique représentant le pourcentage d'oxygénation des océans à 100 m de profondeur | National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

« Le nombre de zones mortes est en train d’augmenter, aussi bien sur les côtes qu’en plein océan, explique Laura Bristow. Les zones hypoxiques côtières s’agrandissent principalement à cause de l’accumulation des nutriments issus de l’agriculture, comme les fertilisants. » En effet, la pollution industrielle et le déversement des phosphates et des nitrates issus des engrais dans les eaux de ruissellements provoquent une accumulation de matières organiques. Les algues prolifèrent alors et se décomposent ensuite en microbes qui consument l’oxygène. « Dans les régions où les populations explosent, comme l’Inde, on peut s’attendre à une augmentation de l’utilisation des fertilisants, et donc une diminution continue de l’oxygène dans les océans environnants », continue la chercheuse.

Un trop lent renouvellement des eaux

« La raison pour laquelle les zones mortes en plein océan augmentent est plus complexe, explique la biogéochimiste. Mais elle est en partie liée au réchauffement global de la planète. » La question de la place du changement climatique dans la désoxygénation des océans est encore débattue, mais les preuves apportées par les scientifiques abondent dans ce sens. « Lorsque la température augmente, l’eau change de densité et les échanges entre les eaux de surface et de profondeur se font moins facilement, continue Laura Bristow. La couche de surface n’est alors plus alimentée en oxygène. »

« La clef de ce phénomène de zone morte est la vitesse de renouvellement des eaux », confirme Paul Treguer. Périodiquement, l’eau oxygénée des profondeurs se mélange avec l’eau de surface. Ce phénomène se produit par exemple lorsque l’eau de surface, froide et salée, devient suffisamment dense pour s’enfoncer en profondeur. « Dans les eaux côtières, qui reçoivent d’intenses apports organiques, si le temps de renouvellement des eaux est lent, on observera un accroissement des zones mortes. » Certaines mers dites « fermées » telles que la mer Baltique peuvent mettre jusqu’à 75 ans avant de voir leurs eaux renouvelées. L’apport en oxygène y est alors d’autant plus limité.

Les cycles des nutriments perturbés

« Ce qu’il faut comprendre, c’est que les processus physico-chimiques de l’océan sont tous liés », poursuit le chercheur français. Tel un effet boule de neige, les changements de concentration d’oxygène bouleversent le cycle de l’azote. La perte de cet élément, qui est un nutriment essentiel, affecte directement la production primaire et la chaîne alimentaire marine. « Supprimer les dernières traces d’oxygène dans la baie du Bengale pourrait avoir un impact majeur dans le cycle de l’azote de l’océan Indien et donc sur la faune marine », confirme Wajih Naqvi, co-auteur de l’étude à l’Institut national d’océanographie à Goa.

« Nous avons démontré qu’il reste encore des traces d’oxygène dans la baie du Bengale, ce qui permet pour l’instant de limiter les pertes d’azote, poursuit Laura Bristow. Mais si ces traces d’oxygène venaient à disparaître, ce qui très probable au vu des scénarios de changement climatique, alors la perte d’azote s’accélérerait. » La faune marine ainsi affectée, l’industrie de la pêche serait la première à souffrir des conséquences de ce phénomène.

« Nous arrivons aujourd’hui à un seuil critique, prévient Laura Bristow. Il faut trouver des modèles pour prévoir quels impacts les activités humaines vont avoir sur les cycles de nutriments des océans. » Pour les scientifiques, mieux réguler l’utilisation des produits chimique dans l’agriculture est désormais impératif.