Une étude, dont les résultats intitulés «Seasonal and annual variability of coastal sulphur plumes in the northern Benguela upwelling system» ont été publiés dans la revue PLOS ONE, a montré, grâce à des données satellitaires multi-capteurs, l’importance relative des forçages locaux (vents) et à distance (courants et ondes) dans la formation de panaches de soufre à la surface de l’océan et amélioré la détection de ces panaches.

Rappelons tout d'abord que le sulfure d’hydrogène (H2S), «qui dégage l’odeur caractéristique d’œufs pourris», est un gaz toxique pour les ressources halieutiques, responsable de catastrophes écologiques naturelles (échouages massifs d’organismes marins sur les plages) et de pertes économiques importantes pour les pays riverains comme la Namibie et l’Afrique du Sud bordés par le système d’upwelling (*) du Benguela».

En fait, «les émissions de sulfure d’hydrogène peuvent se produire en milieu côtier sous certaines conditions, notamment lorsque la production primaire (photosynthèse) est très forte». Plus précisément, comme, «en raison de la sédimentation de la matière organique et de sa reminéralisation en présence d’oxygène, une zone de minimum d'oxygène (OMZ) peut se développer avec des concentrations en nitrates très réduites par le processus de dénitrification», des émissions de H2S peuvent alors «se produire près du sédiment par l’action de bactéries sulfato-réductrices».

De plus, ces émissions sont «associées à des émissions de méthane qui s’accumule sous forme de poches dans les sédiments, conduisant à de véritables éruptions de gaz sous pression vers la colonne d’eau». Ainsi, «en présence de conditions d’upwelling (entraînant les masses d’eau vers la surface océanique), ce H2S peut dégazer vers l’atmosphère.

Il en découle que le système d’upwelling de bord est du Benguela, «dont la production primaire est l’une des plus fortes de l’océan global», fait que, dans la partie nord de ce système, au large de la Namibie, «les émissions de sulfure d'hydrogène et les panaches de soufre sont des événements que l'on ne trouve nulle part ailleurs dans l'océan mondial avec une telle intensité» générant «des effets toxiques sur l'écosystème marin» et ayant «un impact direct sur les cycles biogéochimiques».

Les conséquences importantes pour l’économie locale peuvent être la réduction «des quantités de benthos (organismes marins proches du sédiment), de poissons et d'autres organismes marins» et «la mortalité massive de poissons, huîtres, crabes et crevettes». En outre, «la population subit les nuisances dues à l'odeur nauséabonde et aux effets corrosifs».

Pour sa part, l'étude ici présentée a analysé «ces panaches dans les eaux côtières de surface de la Namibie dans le cadre du projet TOXIC-RISK» en observant leur variabilité saisonnière et annuelle grâce à «des données satellite multi-capteurs combinées à des mesures in situ»: les panaches de soufre (soufre élémentaire S0), «associés aux émissions de H2S dans les données satellite de couleur de l'océan du spectromètre imageur à moyenne résolution (MERIS) pour la période 2002-2012», ont été identifiés «en utilisant les différences dans les propriétés spectrales des différents constituants de l’eau de mer».

D'autre part, «les données satellite de température (dans l’infrarouge), de vent (par diffusiomètre), d’anomalie de niveau de la mer (par altimétrie) sont aussi utilisées avec des données in situ (température de surface, O2, H2S) afin d’identifier l’origine du forçage : local (vent) ou à distance (courants et ondes)».

Il apparaît que «le pic d’occurrence saisonnier des événements de soufre se produit entre la fin de l'été austral et le début de l'automne austral, au début du cycle annuel d'upwelling lié à l'augmentation des alizés le long de la côte». C'est «pendant le minimum saisonnier d'oxygène» entre février et avril, que «l'activité des panaches de soufre est plus particulièrement élevée».

Les concentrations faibles en oxygène sont dues «à la ventilation réduite des eaux de fond avant la période maximum d’upwelling» et à «un appauvrissement en oxygène lié aux forçages à distance (position du front Angola/Benguela, masses d’eau, ondes piégées à la côte forcées par les ondes de Kelvin équatoriales)». Par contre, «de l’hiver au début de l’été austral, le nombre d’événements de soufre est moins important, en raison de l’intensification de l'upwelling et de l’augmentation de l'apport d'oxygène».

 
Le fait qu'aux échelles interannuelles, «les événements soufrés apparaissent intensifiés pour les années 2004, 2005 et 2010, avec des périodes de faible activité pour les années 2002 à 2003, 2006 à 2009 et 2011 à 2012», peut être expliqué «par les contributions relatives du forçage à distance provenant de la zone équatoriale et du forçage local (vent)», de sorte que «la probabilité d'apparition de panaches de soufre est supérieure pour les années présentant une intensité moyenne d’upwelling plus faible, une décroissance de l'apport d'oxygène liée à la diminution de la ventilation latérale des eaux de fond, une migration plus au sud du front Angola-Benguela, et une augmentation de l’amplitude des ondes de downwelling piégées à la côte».

Au bout du compte, «cette étude de la variabilité et des processus de forçage des événements soufrés toxiques pour les ressources halieutiques aidera à les surveiller, les prévoir ainsi qu'à gérer leurs conséquences sociales et économiques dans le système d'upwelling du Benguela».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(*) Remontée d'eau (upwelling)