Une vie de recherche établit un lien entre la «zone morte» du golfe du Mexique et le ruissellement des engrais du Midwest

Les scientifiques prévoient que la zone hypoxique de cette année est plus petite que la moyenne, mais toujours plus grande que l'année dernière

7 juin 2023 5h00

COCODRIE, Louisiane — À l'été 1985, Nancy Rabalais a embarqué sur un navire de recherche dans le golfe du Mexique — et dans l'inconnu scientifique.

À l'époque, les scientifiques savaient peu de choses sur les vastes étendues d'eau à faible teneur en oxygène, appelées hypoxie, qui apparaissaient parfois dans le golfe et d'autres baies et rivières. Cet été-là, l'équipe de Rabalais était déterminée à découvrir comment ces zones étaient liées aux créatures qui habitent au fond du golfe.

En analysant des échantillons d'eau et de sédiments à des kilomètres de la côte, l'équipe du Louisiana Universities Marine Consortium et de la Louisiana State University a rapidement découvert que l'hypoxie s'étendait du fleuve Mississippi au Texas et durait la majeure partie de l'été.

Plus tard, ils en ont identifié la cause : une augmentation des quantités d'azote et de phosphore dans le golfe, en grande partie due au ruissellement des engrais agricoles et d'autres sources dans le bassin du fleuve Mississippi.

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Les recherches de Rabalais ont placé la "zone morte" du golfe du Mexique sur la carte scientifique et dans l'esprit de la nation, conduisant à la création du groupe de travail sur l'hypoxie du fleuve Mississippi et du golfe du Mexique de l'Agence américaine de protection de l'environnement et à une multitude d'efforts pour lutter contre la pollution par les nutriments. , que l'EPA appelle "l'un des problèmes environnementaux les plus répandus, les plus coûteux et les plus difficiles d'Amérique".

En près de quatre décennies, Rabalais est devenue un géant dans son domaine - témoignant au Congrès à plusieurs reprises, encadrant d'innombrables étudiants à LSU et publiant environ 160 études.

Aujourd'hui âgée de 73 ans, Rabalais a déclaré qu'elle ne prévoyait plus de participer aux croisières de recherche en raison de son âge et de ses problèmes de santé. Mais elle reste engagée dans son travail et forme la prochaine génération.

"Je crois qu'il faut faire de la recherche qui peut soutenir le bien public", a-t-elle déclaré. "C'est l'une de ces façons."

Né à Wichita Falls, au Texas, Rabalais a grandi avec un amour pour l'eau. Elle a été certifiée pour la plongée sous-marine à l'âge de 19 ans, une compétence qui serait utile pour remplacer les moniteurs à 60 pieds sous la surface du golfe.

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Elle venait de terminer un doctorat en zoologie avec une mineure en sciences marines de l'Université du Texas à Austin lorsqu'elle a pris en charge la première croisière de recherche sur l'hypoxie de LUMCON dans le golfe du Mexique en 1985, dirigeant un équipage à plein temps sur le 116 pieds long navire de recherche Pelican.

"Je viens de développer un énorme respect pour elle, non seulement en termes d'engagement et d'intelligence, mais aussi de courage", a déclaré Don Boesch, le premier directeur exécutif de LUMCON.

L'équipage est parti de la baie de Terrebonne et a voyagé environ six à huit heures pour atteindre la zone morte, où il a pris des mesures d'oxygène aux stations établies. Ce réseau est finalement passé d'environ 40 à 80 stations, couvrant la côte de la Louisiane au Texas.

Rabalais et ses collègues ont également creusé dans l'histoire des nutriments, littéralement. En insérant des tubes dans la boue du fond du golfe et en les découpant, ils ont pu dater les différentes couches de sédiments et identifier les quantités de carbone et d'azote des décennies précédentes. Cela prouvait que le Golfe n'avait pas toujours été pauvre en oxygène.

"Nous avons fait toutes sortes de choses pour reconstituer l'histoire et développer l'ensemble de données à long terme", a déclaré Rabalais.

Au fil du temps, l'équipe s'est agrandie pour inclure des professeurs, des scientifiques, des étudiants et des bénévoles de diverses disciplines. L'un était son collègue océanographe Eugene Turner, maintenant professeur à LSU. Pilier de la recherche sur l'hypoxie depuis le début, il est également devenu le partenaire de Rabalais et ils se sont mariés en 1988. Ensemble, ils ont travaillé à détailler les causes et les effets de l'hypoxie dans le Golfe.

En 1998, Rabalais témoignait devant des comités du Congrès pour dire aux législateurs pourquoi ils devraient se préoccuper de l'hypoxie. En conséquence, le Congrès a décidé que des fonds fédéraux devraient être versés chaque année à la National Oceanic and Atmospheric Administration pour atténuer l'hypoxie.

"Quand nous avons commencé, elle se moquait de moi. Elle disait 'Oh, tu vas écrire un article et changer de politique ?'", a déclaré Turner. "Mais c'est ce que nous faisons."

Rabalais est devenue directrice exécutive de LUMCON en 2005 et a conservé ce poste jusqu'en 2016. Ses recherches ont documenté la plupart de ce que nous savons maintenant sur l'hypoxie du Golfe.

De mai à septembre environ, chaque année, le golfe développe la plus grande zone hypoxique des États-Unis. Les conditions hypoxiques se produisent lorsqu'une zone d'eau contient moins de 2 milligrammes d'oxygène par litre d'eau. Cela signifie généralement la mort ou la fuite de la plupart des organismes vivants de la région.

L'hypoxie peut se produire naturellement dans l'eau, mais les humains ont aggravé le problème depuis le 20e siècle. Le ruissellement de nutriments provenant des engrais agricoles et d'autres sources se déverse dans les rivières et les ruisseaux, augmentant l'azote et le phosphore dans les cours d'eau.

Les éléments nutritifs des États et des provinces du bassin du Mississippi se déversent dans le bassin versant et dans le golfe au printemps et au début de l'été. L'eau douce avec des nutriments en excès se trouve au-dessus de l'eau salée du Golfe et stimule la prolifération d'algues. Les algues finissent par mourir et coulent dans l'eau salée en dessous, épuisant l'apport d'oxygène.

Matt Rota, directeur principal des politiques pour le groupe de défense Healthy Gulf, a déclaré que la lutte contre la pollution par les nutriments est importante pour tout le monde.

"Les choses que nous faisons pour créer la zone morte nous font également avoir un sol moins sain et polluent nos eaux potables et récréatives", a-t-il déclaré.

Le monstre hypoxique s'étendait sur environ 3 275 milles carrés du golfe en 2022. La National Oceanic and Atmospheric Administration a annoncé mardi qu'elle prévoyait que la zone serait de 4 155 milles carrés cet été.

Bien que les prévisions de 2023 soient inférieures à la moyenne de 5 364 milles carrés sur les 36 ans d'histoire des mesures de zone morte dans la région, elles sont bien supérieures à l'objectif du groupe de travail sur l'hypoxie de réduire la zone morte à 1 900 milles carrés ou moins d'ici 2035. .

"Nous ne sommes pas sur la bonne voie", a déclaré Rabalais à propos du but. "Je n'arrête pas de dire qu'il n'y a pas de volonté sociale."

La zone devrait être plus petite que la superficie moyenne, principalement en raison de la baisse du débit du fleuve Mississippi.

Depuis les années 1950, la quantité d'azote dans le bassin versant du Mississippi a triplé et la quantité de phosphore a également augmenté, en partie à cause des engrais appliqués dans les États du Midwest.

Le Congrès a exempté l'agriculture de la Clean Water Act de 1972, laissant la responsabilité du contrôle de la pollution par les nutriments aux États individuels. Cela limite la capacité de l'EPA à limiter le ruissellement des nutriments provenant de sources non ponctuelles comme les fermes. Le résultat est de multiples efforts financés par le gouvernement fédéral et l'État pour réduire les nutriments grâce à des programmes volontaires pour les agriculteurs, comme la rotation des cultures pour enrichir le sol naturellement sans engrais.

Mais ces efforts n'ont pas encore atteint les objectifs visant à réduire considérablement la taille de la zone morte. Certains chercheurs et défenseurs soutiennent que la responsabilité de réduire le ruissellement devrait incomber au système agricole plutôt qu'aux agriculteurs individuels qui sont souvent peu incités à adopter des changements volontaires.

Pour Rabalais, la persévérance est le nom du jeu. Elle croit que nous ne devrions pas négliger le rôle de l'individu — elle mange moins de viande et évite le carburant à l'éthanol pour atténuer son impact personnel.

"J'essaie de maintenir mon optimisme que de bons efforts peuvent produire de bons résultats." écrit-elle dans une réflexion de 2021 sur son travail.

Alors que Rabalais termine son ère à la tête de la recherche sur l'hypoxie du Golfe, elle a encadré la biologiste marine Cassandra Glaspie pour prendre les rênes.

Glaspie étudie les organismes benthiques, des créatures qui vivent dans les eaux du fond. Après avoir terminé un programme postdoctoral en Oregon pour étudier l'hypoxie, Glaspie est devenu professeur à LSU dans le même département que Rabalais.

En plus de diriger la croisière de recherche annuelle et certaines études connexes à venir, Glaspie décide de ce que l'avenir réserve à certaines parties du laboratoire de Rabalais. Elle souhaite étendre et mettre à jour les efforts de surveillance et créer un stage pour les étudiants issus de groupes sous-représentés, y compris les enfants d'agriculteurs.

Mais payer pour les initiatives futures peut être un défi. La NOAA finance la croisière de recherche pour mesurer l'oxygène dans l'eau, qui maintient l'ensemble de données au fil du temps. Mais la poursuite de l'étude à long terme des facteurs contributifs tels que la distribution des nutriments nécessite un financement supplémentaire, que Glaspie et Rabalais ont travaillé à obtenir.

Le travail n'est jamais terminé, mais Rabalais a bon espoir pour l'avenir.

"J'aimerais voir un golfe en bonne santé", a-t-elle déclaré. "Nous ne pourrons jamais revenir là où nous étions, mais nous pouvons progresser."

Cette histoire fait partie de The Price of Plenty, un projet spécial d'enquête sur les engrais du Collège de journalisme et de communication de l'Université de Floride et de l'École de journalisme de l'Université du Missouri, soutenu par l'initiative nationale de reportage Connected Coastlines du Pulitzer Center et distribué par le fleuve Mississippi. Lavabo Ag & Water Desk.