Comprendre l'élévation du niveau de la mer

Bien que les deux principaux mécanismes — l'expansion thermique et la fonte de la glace terrestre — soient bien documentés, le rythme auquel ces processus se produisent a augmenté de façon marquée au cours des dernières décennies. Selon le sixième rapport d'évaluation de IPCC, le niveau moyen mondial de la mer a augmenté d'environ 0,20 mètre entre 1901 et 2018, avec le taux de croissance triple depuis les années 90. Cette accélération est une conséquence directe de la poursuite des émissions de gaz à effet de serre, qui réchauffent l'atmosphère et les océans, entraînant une plus grande perte de glace du Groenland, de l'Antarctique et des glaciers de montagne dans le monde entier.

L'expansion thermique à elle seule représente environ la moitié de l'élévation du niveau de la mer observée. Les eaux océaniques absorbent plus de 90 % de l'excès de chaleur piégé par les gaz à effet de serre, mais elles augmentent en volume. La moitié restante provient de l'ajout d'eau de fonte. Cependant, les apports découlant des changements dans le stockage de l'eau terrestre, comme l'épuisement des eaux souterraines ou la mise en réserve des réservoirs, peuvent augmenter légèrement ou compenser l'élévation du niveau de la mer, bien que ces facteurs soient beaucoup plus petits que la perte de glace et l'expansion thermique.

Impacts sur les reliefs côtiers

Les formes côtières sont le produit d'un équilibre délicat entre l'approvisionnement en sédiments, l'énergie des vagues et le niveau de base (niveau de la mer). Lorsque le niveau de la mer augmente, cet équilibre est perturbé, ce qui déclenche une série de réactions géomorphiques qui peuvent se produire au fil des ans et des siècles.

Plages et dunes

Les plages sont peut-être les formes de terre les plus visiblement touchées. Une élévation du niveau de la mer augmente la profondeur de l'eau qui s'approche du rivage, permettant aux grandes vagues d'atteindre la face de la plage. Cela amplifie l'énergie érosive et force le profil de la plage à se déplacer vers le sol et vers le haut – un processus connu sous le nom de retraitement de la côte ou de compression du littoral.

Îles-barrières et cernes

Les îles de la barrière sont de minces étendues de sable qui longent le continent et protègent les estuaires et les lagunes. Elles sont extrêmement dynamiques et migrent naturellement vers la terre au fil du temps. Cependant, le taux actuel d'élévation du niveau de la mer peut dépasser la capacité des îles de la barrière de suivre le rythme par des processus de lavage excessif et par la construction de dunes. Lorsque cela se produit, l'île se rétrécit, et le marais ou lagune de la barrière arrière peut être converti en eau libre.

Cliffs et Côtes Rocheuses

Bien que souvent considérés comme résistants, les falaises rocheuses sont également affectées. Le niveau de la mer monte la zone d'action des vagues plus haut sur la face de la falaise, concentrant l'érosion à une nouvelle altitude. Cela peut accélérer la retraite des falaises, en particulier dans les formations rocheuses plus douces comme le schiste ou la craie. Les encoches coupées par abrasion des vagues s'amplifient, ce qui entraîne un effondrement excessif et éventuel.

Estuaries et Deltas

Les estuaires sont des zones de transition où l'eau douce des cours d'eau rencontre l'eau de mer salée et leur forme est influencée par les courants de marée et les dépôts de sédiments. L'élévation du niveau de la mer pousse le coin de l'eau salée plus en amont, modifiant l'équilibre dynamique du réseau de canaux. Dans les deltas, où les sédiments d'origine fluviale ont construit des terres historiques, l'élévation du niveau de base réduit la capacité des rivières à maintenir la surface des terres.

Effets sur les écosystèmes côtiers

Les écosystèmes côtiers sont étroitement associés au niveau de la mer; leur répartition, leur santé et leur fonction dépendent d'une étroite gamme de hauteurs de marée et de seuils de salinité.À mesure que le niveau de la mer augmente, ces systèmes doivent migrer vers la terre, s'accrété verticalement ou périr.

Zones humides et marais salés

Les marais salés sont parmi les écosystèmes les plus productifs de la Terre, offrant une protection contre les tempêtes, une filtration de l'eau et un habitat pour les poissons. Ils peuvent suivre une élévation modérée du niveau de la mer en piégant les sédiments et en accumulant les matières organiques. Toutefois, lorsque le taux d'élévation du niveau de la mer dépasse un seuil (habituellement quelques millimètres par année, selon la disponibilité des sédiments), les marais commencent à se noyer.

Forêts de mangroves

Les mangroves prospèrent dans les zones intertidales des côtes tropicales et subtropicales, avec leurs systèmes racinaires stabilisant les sédiments et réduisant l'érosion. Elles peuvent s'adapter à des mers en hausse lente en construisant vers le haut par la croissance des racines et le piégeage des sédiments. Cependant, l'élévation rapide du niveau de la mer dépasse cette accrétion verticale, surtout lorsque les aires de marée sont faibles. De plus, les mangroves nécessitent une fenêtre spécifique de salinité; comme l'eau de mer pénètre plus à l'intérieur des terres, les espèces dépendantes de l'eau douce peuvent être remplacées par des espèces tolérantes aux sels, la composition changeante de l'écosystème.

Récifs coralliens

Si le niveau de la mer peut permettre à certaines espèces de corail de continuer à croître si la clarté de l'eau et la température le permettent, la combinaison du réchauffement des océans, de l'acidification des océans et de la sédimentation résultant de l'érosion côtière a déjà causé un blanchiment généralisé. Un niveau de base croissant augmente également la disponibilité de la lumière sur les récifs plus profonds, mais l'effet net est souvent négatif parce que les coraux sont déjà en difficulté. Lorsque les récifs se détériorent, la protection qu'ils offrent aux côtes – par la dissipation de l'énergie des vagues – est réduite, ce qui accélère l'érosion des plages et des reliefs adjacents.

Pâtes à base de plantes

Les herbiers sont des plantes à fleurs qui colonisent des fonds sablonneux peu profonds ou boueux. Ils nécessitent une lumière suffisante pour la photosynthèse, de sorte que le niveau de la mer augmente, l'eau plus profonde réduit la quantité de lumière qui atteint le couvert de l'herbage. Si la colonne d'eau devient turbide en raison de l'érosion accrue, cet impact est amplifié. Les herbiers peuvent migrer vers le rivage s'il existe un habitat convenable, mais le développement ou les défenses côtières dures peuvent empêcher cette migration.

Espèces en péril

Les oiseaux de rivage, comme les pluviers à cornes et les huîtres, nichent sur les plages et les bancs de sable qui se rétrécissent ou deviennent plus fréquemment inondés. Les tortues de mer, qui reviennent sur des plages de nidification spécifiques, peuvent trouver leurs sites préférés érodés ou remplacés par du sable moins approprié. Les poissons comme le saumon et le bar rayé dépendent des frayères estuariennes; l'intrusion dans l'eau salée peut modifier le moment des débits d'eau douce et réduire le succès de la fraye. Les mammifères marins comme les manates et les loutres de mer dépendent souvent des herbiers ou des forêts de varech pour se nourrir, et ces habitats se déplacent.

Variations mondiales et régionales

L'élévation du niveau de la mer n'est pas uniforme dans le monde. Les courants océaniques, les effets gravitationnels des calottes glaciaires et les mouvements tectoniques créent des points chauds régionaux. Par exemple, la côte Est des États-Unis et le golfe du Mexique connaissent des taux de élévation du niveau de la mer 3 à 4 fois plus élevés que la moyenne mondiale en raison de la dynamique océanique et de la subsidence des terres.

Les petits États insulaires, en particulier les Maldives, Tuvalu et Kiribati, sont confrontés à des menaces existentielles, dont les formes sont basses et composées principalement de sable corallien et de décombres; ces îles sont formées par des processus aéoliens et houleux qui construisent des crêtes; avec l'élévation du niveau de la mer, le suremblayage des vagues et la contamination des eaux salées affectent déjà les lentilles d'eau douce et l'agriculture; les formes de terre elles-mêmes peuvent être physiquement remodelées, les îles se déplaçant mais pas nécessairement entièrement — un processus appelé dynamisme de l'île.

Stratégies d ' atténuation et d ' adaptation

Pour faire face à l'élévation du niveau de la mer, il faut à la fois réduire la source (atténuation) et s'adapter aux changements inévitables (adaptation).

Solutions basées sur la nature

Les projets de restauration des marais, comme ceux de la baie Chesapeake, peuvent augmenter l'accrétion verticale en encourageant le piégeage des sédiments. Le reboisement des mangroves en Asie du Sud-Est a permis de stabiliser les rives et de fournir des habitats. -Les rives de la rivière Vivant utilisent les récifs d'huîtres, la végétation aquatique submergée et les plantes de marais indigènes pour absorber l'énergie des vagues et les sédiments de piégeage, en maintenant le rivage en place tout en permettant aux écosystèmes de migrer à l'intérieur des terres.

De plus, la nourriture des plages, qui consiste à drager du sable au large et à le placer sur des plages érodées, peut rétablir temporairement la fonction récréative et écologique. Cependant, la nourriture doit être répétée au fur et à mesure que le niveau de la mer continue d'augmenter et que les sources de sable sont finies.

Solutions conçues

Les structures d'ingénierie rigide comme les murs de mer, les revetements et les rainures ont toujours été la réponse par défaut à l'érosion et à l'inondation. Bien qu'elles offrent une protection immédiate aux biens fixes, elles aggravent souvent l'érosion sur les plages adjacentes en interrompant le transport des sédiments sur les longues côtes et en reflétant l'énergie des vagues.

La retraite gérée, qui consiste à retirer les infrastructures des zones à haut risque, est de plus en plus reconnue comme une stratégie nécessaire, quoique politiquement controversée, et des collectivités comme l'île de Jean Charles, en Louisiane, ont reçu des fonds fédéraux pour relocaliser des populations entières, ce qui permet aux écosystèmes côtiers de migrer à l'intérieur des terres sans combattre les forces naturelles de l'élévation du niveau de la mer.

Politiques et planification

L'adaptation efficace exige l'intégration des projections de l'élévation du niveau de la mer dans la planification de l'utilisation des terres. Le zonage qui limite les nouveaux développements dans les zones sujettes aux inondations, les servitudes mobiles qui permettent la migration future des côtes et la conservation des zones tampons côtières sont des outils politiques essentiels.Les accords internationaux, comme l'Accord de Paris, visent à limiter les émissions, mais même avec une atténuation agressive, l'élévation du niveau de la mer engagée au cours du siècle prochain signifie que l'adaptation est inévitable.

Conclusion

L'élévation du niveau de la mer remodele le littoral mondial à un rythme sans précédent, transformant les formes de terre et les écosystèmes qui ont fourni un habitat et une protection pendant des millénaires. Plages, dunes, îles-barrières, zones humides, mangroves et récifs coralliens sont tous confrontés à des pressions existentielles, car le taux d'élévation dépasse l'adaptation naturelle.Les espèces qui dépendent de ces habitats, des oiseaux de rivage aux mammifères marins, sont prises dans un vice de plus en plus marqué de la perte et de la fragmentation de l'habitat.