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Comment les volcans remodèlent les écosystèmes

Pesant l'équivalent de deux nickels et un sou, le Hawai'i `amakihi est un petit oiseau vert fascinant. Sa languette multi-usage est tubulaire pour extraire le nectar et à franges pour capturer les insectes et autres arthropodes. Ses fortes griffes lui permettent de se nourrir dans presque toutes les positions, y compris à l'envers. On sait également que l’Amakihi hawaïen dort la tête rentrée et le pied levé. Mais ce qui est vraiment étonnant de la part des scientifiques, c’est la survie d’une sous-population de ces oiseaux dans un coin peu élevé de l’île Hawai’i, où des moustiques porteurs de maladies aviaires les menaçaient de disparaître. Malheureusement, ces oiseaux tolérants aux maladies sont assis directement sur le chemin du volcan Kīlauea en éruption.

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«Je travaille ici depuis plus de 40 ans. J'ai vu de nombreuses éruptions, et les éruptions sont toujours spectaculaires », explique Jim Jacobi, biologiste au Centre de recherche sur les écosystèmes des îles du Pacifique, à Smithsonian.com.

Fissure 8 a été fasciné par les volcanologues de Kīlauea. Fissure 8 a débuté en mai sous la forme d’une fissure dans le sol, comme deux douzaines d’autres, émettant du dioxyde de soufre et, parfois, projetant des fontaines de lave à une centaine de pieds au milieu d’un lotissement la partie inférieure orientale du volcan en pente douce. Contrairement à toutes les autres fissures, Fissure 8 n’a pas fait long feu. Au lieu de cela, depuis sa séparation, il a continué à pomper de la lave, créant ainsi une rivière bouillonnante se déplaçant à une vitesse pouvant aller jusqu'à 25 milles à l'heure dans sa quête de la mer de 12 kilomètres.

«Quand nous sommes montés à la Fissure 8», dit Jacobi, «deux choses m'ont frappé. Les impacts humains - il n'y avait personne autour [à cause des évacuations] - et deuxièmement, la végétation était tout simplement morte. "

Le canal de lave à Fissure 8 sur Kīlauea. Le canal de lave à Fissure 8 sur Kīlauea. (Gracieuseté: DLNR / Richard Drake)

Les volcans du monde entier sont responsables de la formation de 80% de la surface de la Terre. Pourtant, les volcans sont connus pour leurs destructions. Les titres de nouvelles se concentrent souvent sur les impacts humains. Au cours des trois mois qui ont suivi cette nouvelle éruption, le long de la zone de Kīlauea dans la partie inférieure de la Rift Est de Kīlauea, environ 800 maisons, une partie d’une centrale géothermique et une école ont été englouties. Des milliers de personnes ont été évacuées.

Mais les éruptions volcaniques transforment également le monde naturel de manière dramatique.

Les stratovolcans comme Volcán de Fuego au Guatemala, qui a éclaté en juin, agissent avec une telle violence, étouffant à peu près tout ce qui se trouve dans la gamme - maisons, automobiles, animaux et plantes. En 2008, Kasatochi, une île volcanique isolée de la chaîne des Aléoutiennes, a repris vie pour la première fois de l'histoire moderne. Les deux seuls humains - des biologistes - sur la petite île se sont précipités à bord d'un bateau de pêche une heure avant que le volcan ne commence à cracher des nuages ​​de gaz chaud et de cendres qui ont bloqué les voyages aériens dans le Pacifique Nord. En quelques jours, l'île, qui abrite un quart de million d'oiseaux de mer connus sous le nom de macareux, est passée du vert luxuriant au gris cendré. Nid de succès cette année: zéro.

Kīlauea a eu son lot d'éruptions explosives, mais dans les temps historiques, il s'est comporté de la manière "effusive" des volcanologues, ce qui signifie qu'au lieu d'éruber violemment, il suinte de la lave se déplaçant lentement depuis des évents ou des fissures à différents points qui suivent le contour du sol en aval. C'est ce qui se passe sur la fissure 8 du volcan.

Selon Jacobi, l'environnement naturel de Kīlauea a tout pour plaire, c'est que la plupart des impacts de la lave sont très localisés. Pourtant, Hawai’i abrite plus d’espèces menacées que partout ailleurs aux États-Unis, et bon nombre de ces animaux et plantes protégés se trouvent dans des zones isolées.

Le paysage de Kīlauea est encombré de «kīpukas», des parcelles de terres de plus haute altitude sur lesquelles des plantes ont pris racine et autour desquelles de nouvelles coulées de lave ont tournoyé. Chaque kīpuka apparaît comme une île de la vie entourée de mers stériles de lave durcie.

Un des kīpuka récemment touché par Kīlauea est la réserve forestière de Malama Kī, d'une superficie de 1 500 hectares, réputée pour son peuplement peu élevé d'arbres `ohia indigènes. C'est ici que la sous-population d'Hawaï `amakihi gagne sa vie. Malheureusement, la moitié de la réserve, un mélange d'arbres indigènes «ohia» et introduits, a été recouverte de lave. Quelle végétation la lave n'a pas inondée, les gaz volcaniques ont bruni, défoliés et étouffés. Des populations de deux plantes indigènes en voie de disparition ont été perdues.

Pour l’instant, les conditions restent trop dangereuses pour que les scientifiques puissent mener des enquêtes approfondies. Personne ne sait donc vraiment comment se portent les Hawai’i ʻamakihi. «Certains auraient niché et ceux-ci auraient très certainement échoué», déclare Eben Paxton, écologiste chercheur au Centre de recherche sur les écosystèmes des îles du Pacifique. Il fait partie d'une équipe qui a reçu une subvention de 2, 5 millions de dollars de la National Science Foundation pour étudier la résistance apparente croissante de Hawai'i `amakihi au paludisme aviaire. "Au minimum, les vog [gaz volcaniques] vont stresser" ohia, peut-être empêcher la floraison, et fumiger les insectes ", dit Paxton. "Ce serait une grande réduction des ressources alimentaires."

Certains oiseaux peuvent avoir succombé aux gaz volcaniques. «Je penserais que d'autres bougeraient. Mais en déménageant, ils devraient trouver un autre endroit avec des ressources et pas trop de concurrence, ce qui peut être une tâche facile ou non.

Comme les 'amakihi de la réserve forestière constituent une sous-population, Paxton ne craint pas l'extinction de l'espèce. Mais si le Mauna Loa voisin reprend vie, il s'inquiète. Sur les pentes de ce volcan d’altitude élevée, 11 corbeaux haalaïs élevés en captivité et relâchés ont été relâchés - le premier de leur espèce à vivre à l’état sauvage depuis 15 ans.

Certaines populations d’Amakihi d’Hawaï ont développé une résistance au paludisme aviaire, mais ces oiseaux se trouvent sur la trajectoire du volcan en éruption. Certaines populations d’Amakihi d’Hawaï ont développé une résistance au paludisme aviaire, mais ces oiseaux se trouvent sur la trajectoire du volcan en éruption. (Flickr / Byron Chin)

Certains animaux ne se développent pas exactement à la suite de l'éruption, mais ne sont pas sur le point d'être anéantis. Selon Steve Bergfeld, un forestier de la division des forêts et de la faune hawaïennes, les plantes et les animaux au vent de l’éruption semblent bien aller. Il aperçut un faucon indigène à seulement 300 verges de Fissure 8. Le rapace tirait probablement parti de la lave en combustion et des gaz anodins soufrés comme technique de recherche de nourriture - attendant que de délicieuses créatures quittent la zone dangereuse.

La destruction de la lave ne se limite pas au terrestre. Début juin, à environ cinq milles au nord de la réserve forestière de Malama Kī, la lave a inondé un écosystème de mares rares, abritant 82 espèces de poissons, 10 espèces de coraux et 17 espèces d'invertébrés.

«Pour un récif corallien si jeune et si proche du littoral, la biodiversité et la couverture corallienne étaient élevées», déclare Misaki Takabayashi, professeur de sciences de la mer à l'université voisine de Hawai'i-Hilo. "Les bassins de marée étaient presque étrangers, car on pouvait voir de beaux récifs de corail colorés poussant sur un substrat de basalte noir."

Lorsque les mares se sont remplies, Takabayashi a perdu un site d'étude où elle dirigeait des enquêtes depuis quatre ans. Au même moment, l'entrée de la lave dans l'océan a permis à Steve Colbert, professeur associé de Takabayashi, de passer à l'action. En tant que scientifique marin, il s'intéresse au cycle des nutriments dans l'océan côtier. Il a donc rejoint une étude utilisant des robots océaniques autonomes pour mieux comprendre l'impact de la lave entrant dans la mer, en particulier là où l'eau chauffée par la lave va et comment. il change de température, de turbidité et d'acidification - sur les écosystèmes côtiers voisins.

Au cours de leurs trois premières semaines de collecte de données en temps quasi réel, Colbert et ses collègues ont découvert que le panache hydrothermal avait tendance à s’écouler directement au large des côtes, et non le long du littoral, comme le signalait la préoccupation. «Ce qui m'a vraiment étonné, ce sont les changements brusques de température et de turbidité», a déclaré Colbert. "Vous pouviez clairement voir la ligne de démarcation entre les eaux bleues profondes du Pacifique et les eaux brunes et boueuses beaucoup plus chaudes."

La lave s'est déversée dans la mer, formant de nouvelles terres sur l'île de Hawaii, mais détruisant un écosystème de récifs coralliens. La lave s'est déversée dans la mer, formant de nouvelles terres sur l'île de Hawaii, mais détruisant un écosystème de récifs coralliens. (Gracieuseté: DLNR / Richard Drake)

Lorsque la lave repave les terres et transforme les paysages, il en va différemment que d'attendre le retrait des eaux de crue ou le passage des vents de tornades. La lave ne disparaît pas et la récupération peut prendre des siècles. Cela intéresse aussi les scientifiques.

«Il y aura un renouvellement qui entrera, et ce sera fantastique de voir en quoi cela consiste et comment cet écosystème se transforme en quelque chose de nouveau», a déclaré Colbert.

Les volcans ont formé les îles hawaïennes. Si la vie s’adapte aux volcans du monde entier, c’est Hawai’i.

Au sujet de la perte de la réserve forestière de Malama Kī, Bergfeld a déclaré: «C’est très dévastateur pour la forêt telle que nous la connaissions, mais en même temps, c’est un cycle naturel pour l’île Hawai’i. Nous ne pouvons vraiment rien faire si ce n’est regarder en arrière. »

Et, ensuite, retournez à la science.

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