Une étude parue dans la revue Nature le 9 juin 2021 révèle que les niveaux d’oxygène dissous dans les lacs des zones tempérées ont diminué de façon continue depuis 1980. Selon ses auteurs, ce recul est trois à neuf fois plus rapide que celui mesuré dans les océans sur la même période.
Menée par des chercheurs américains et français, l’étude s’appuie sur plus de 45 000 échantillons prélevés dans 400 lacs situés principalement en Amérique du Nord et en Europe, certains relevés remontant à 1941 et les plus récents datant de 2019.
Les chiffres sont nets : les eaux profondes ont perdu en moyenne 18,6 % de leur oxygène depuis 1980, contre 5,5 % pour les eaux de surface. Stephen Jane, auteur principal de l’étude, explique que les eaux peu profondes sont réchauffées par l’augmentation globale des températures à la surface, et que plus une eau est chaude, moins elle peut contenir d’oxygène, d’où cette perte en moyenne de 5,5 % dans les eaux de surface.
Une couche d’eau chaude qui isole le fond des lacs
En surface, le mécanisme est direct : l’eau se réchauffe et retient mécaniquement moins d’oxygène. En profondeur, la température reste stable, mais un autre phénomène entre en jeu, celui de la stratification thermique. Une couche d’eau chaude et moins dense se forme à la surface et empêche le mélange avec les eaux du fond, coupant leur apport en oxygène.
« Ce mécanisme est le principal moteur de la perte d’oxygène dans les eaux profondes des lacs », résume Kevin Rose, l’un des autres auteurs de l’étude.
Depuis les années 1980, la température de surface des lacs a augmenté chaque décennie, et la concentration en oxygène de surface a chuté de 0,11 mg/l tous les dix ans. Faute de données disponibles, les chercheurs n’ont pu étudier que des lacs des zones tempérées. Jane estime toutefois que « le mécanisme à l’origine de ces pertes en oxygène peut être généralisable » à d’autres régions du globe.
Le lac Stechlin, dans le nord-est de l’Allemagne, illustre ce basculement : ce lac d’eau claire autrefois pauvre en nutriments a connu, en quinze à vingt ans, une eutrophisation interne massive, avec une période de stratification allongée d’environ un mois depuis le début des années 1960.
Des poissons qui épuisent leur énergie à chercher de l’oxygène
Les poissons des eaux profondes, truite des lacs, omble chevalier, corégone, ont besoin d’une eau à la fois froide et très oxygénée. Perdre l’une ou l’autre condition suffit à leur faire perdre leur habitat, selon Jane. Privés d’oxygène en profondeur, ils remontent chercher de l’air dans les couches supérieures.
« Ils vont dépenser toute leur énergie à chercher de l’oxygène plutôt qu’à trouver à manger, par exemple. Ce stress finira par provoquer leur mort. Cela aura des conséquences sur toute la chaîne alimentaire », détaille Gretchen Hansen, coautrice de l’étude.
La désoxygénation modifie aussi la composition microbienne des lacs. « Quand on perd de l’oxygène, la population microbienne change. Des bactéries produisant du méthane peuvent ainsi apparaître dans les lacs », note Rose. Ce gaz à effet de serre alimente à son tour le réchauffement, dans un cercle qui se referme sur lui-même.
L’absence d’oxygène en profondeur déclenche par ailleurs des réactions chimiques dans les sédiments, qui libèrent du phosphore. « Cela peut fertiliser le lac et provoquer des efflorescences algales nuisibles […] à l’origine de toxines dangereuses pour les animaux et les êtres humains. Nous savons par exemple que certains animaux ayant bu l’eau des lacs concernés par ces phénomènes sont morts », rapporte Rose.
En 2014, la concentration de toxines dans le lac Érié, aux États-Unis, a atteint un niveau tel que 400 000 habitants de Toledo, commune voisine, se sont retrouvés privés d’eau potable. L’eau douce ne représente pourtant que moins de 1 % de l’eau disponible sur Terre.
