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Marées rouges

La marée rouge est un phénomène où une population de phytoplancton, une plante unicellulaire, croît très rapidement ou « bloom » et s’accumule en plaques denses et visibles près de la surface de l’eau. Les marées rouges sont naturelles, mais de nombreux éléments montrent que la pollution par les nutriments et le réchauffement des eaux peuvent alimenter les efflorescences, les faire durer plus longtemps et couvrir de plus grandes surfaces. Il est important de noter que les marées rouges et les efflorescences d’algues bleues sont similaires, mais différentes. Les marées rouges se produisent principalement dans les eaux marines/salées, tandis que les algues bleues (cyanobactéries) se produisent principalement dans les eaux douces. Lisez sur les cyanobactéries dans cet article séparé.

La plupart des espèces d’algues, ou phytoplancton, ne sont pas nuisibles et servent de producteurs d’énergie essentiels à la base du réseau alimentaire, sans lesquels la vie supérieure sur cette planète n’existerait pas. On pense que le phytoplancton génère jusqu’à 80 % de l’approvisionnement en oxygène de la planète. Ils absorbent les nutriments et le dioxyde de carbone de l’eau et produisent de l’oxygène par photosynthèse.
Malheureusement, certains phytoplanctons sont extrêmement nocifs et toxiques pour les humains et la faune marine lorsqu’ils atteignent des concentrations élevées. Certains types de phytoplancton, comme le dinoflagellé Karenia brevis (K. brevis), qui constitue les marées rouges au large de la Floride, peuvent libérer des brevetoxines nocives dans l’océan et dans l’air, provoquant la mort massive de poissons, de mammifères marins et de tortues de mer, ainsi que des brûlures douloureuses aux yeux et aux poumons pour les personnes qui fréquentent les plages avoisinantes. En outre, de grandes parties du phytoplancton des marées rouges et d’autres proliférations d’algues finissent par mourir et couler au fond, où la décomposition par les bactéries réduit la teneur en oxygène dissous (OD) du milieu marin environnant. Si une quantité substantielle d’OD est supprimée, cette zone de l’océan peut être incapable d’accueillir la vie marine, créant ainsi ce que l’on appelle une zone morte, provoquant des mortalités supplémentaires de poissons et la perte d’un habitat potentiellement important.

Marée rouge 2018 en Floride

La Floride a connu l’une des marées rouges les plus répandues et les plus nocives de la dernière décennie. Entre août 2017 et août 2018, la marée rouge d’une largeur de 150 miles a provoqué l’échouage de plus de 2 000 tonnes d’animaux sauvages morts sur les plages de Floride, et ce chiffre ne cesse d’augmenter. L’État a déclaré l’état d’urgence dans sept comtés, le comté de Lee connaissant la plus grande quantité d’animaux morts (1 700 tonnes). Les rapports font état de la mort de 115 lamantins, d’un requin-baleine juvénile et de 354 tortues de mer, dont des caouannes et la tortue de Kemp, en danger critique d’extinction. Et cela s’ajoute aux massacres massifs de poissons que connaissent les deux côtes.

Partie initialement du golfe du Mexique, où il y a une charge substantielle de nutriments provenant de ruissellements incontrôlés d’opérations agricoles terrestres, la marée rouge a depuis enveloppé la pointe de la Floride, et a un impact sur la côte atlantique de la Floride, y compris le comté de Palm Beach. Des échantillons d’eau ont révélé des concentrations extrêmement élevées de K. brevis dans la marée rouge prolifique, comptant plus d’un million de cellules (algues individuelles) par litre d’eau. Le niveau habituel de K. brevis dans des conditions de marée non rouge est inférieur à 1 000 cellules par litre. Ce scénario extrême en Floride a un impact sévère sur les communautés côtières et la faune marine locale, avec des millions de dollars en coûts de nettoyage, des maladies humaines et des pertes importantes de revenus touristiques. En août 2018, cette marée rouge a déjà coûté à la Floride 8 millions de dollars en perte de revenus pour les seules entreprises côtières.
Alors que les marées rouges bénéficient d’une couverture médiatique de plus en plus importante, les gens à travers la nation se demandent d’où viennent les marées rouges, quels sont les impacts, ce qui les provoque et ce que nous pouvons faire pour les arrêter.

D’où viennent les marées rouges

Le phytoplancton existe naturellement dans notre environnement marin, et comme mentionné, il est essentiel au maintien de la vie sur notre planète. Cependant, le niveau habituel de phytoplancton, ou le niveau dans un « système équilibré », n’est que d’environ 1 000 cellules par litre d’eau de mer ou moins. Lors d’une marée rouge, la quantité de phytoplancton augmente considérablement jusqu’à 1 million de cellules, voire jusqu’à 20 millions de cellules, par litre d’eau de mer, créant ainsi une « efflorescence ». Ce n’est donc pas comme si cette énorme quantité de phytoplancton existait depuis des années et voyageait dans l’océan en touchant différentes côtes ; il s’agit plutôt d’un phytoplancton local qui connaît une croissance prolifique en un court laps de temps. Quelles sont les causes de ces proliférations de phytoplancton ? Le consensus général est que les marées rouges peuvent et ont eu lieu naturellement, mais elles sont exacerbées par l’ajout de trop de nutriments entrant dans nos voies d’eau marines, jumelé au réchauffement des eaux.

En plus de la lumière du soleil, le phytoplancton a besoin de nutriments comme l’azote et le phosphore pour se développer. Naturellement, l’azote et le phosphore sont assez limités dans notre environnement marin, de sorte que les populations de phytoplancton restent sous contrôle, car il n’y a tout simplement pas assez de nutriments pour soutenir des populations plus importantes. Toutefois, lorsque des exploitations agricoles surfertilisées, des eaux usées riches en nutriments provenant d’exploitations d’alimentation concentrée ou de systèmes septiques et d’installations de traitement des eaux usées défectueux s’écoulent dans nos environnements marins, ils introduisent des nutriments supplémentaires dans les cours d’eau, ce qui permet de soutenir des populations plus importantes de phytoplancton et de provoquer des efflorescences massives. Ce processus de croissance algale alimentée par les nutriments et de zones mortes est appelé eutrophisation. Cette eau riche en nutriments a également été associée à d’autres formes de dégradation marine, notamment le blanchiment des récifs coralliens, leur dépérissement, etc.
En fin de compte, la plupart du phytoplancton composant les marées rouges meurt et coule au fond, où la décomposition par les bactéries réduit la teneur en oxygène dissous (OD) du milieu marin environnant. Si une quantité importante d’OD est supprimée, cette zone de l’océan peut être incapable de soutenir la vie marine, créant quelque chose connu sous le nom de zone morte, provoquant des mortalités supplémentaires de poissons et la perte d’un habitat potentiellement important.
Eutrophisation
Excerpt sur l’eutrophisation de la NOAA:

« Les efflorescences algales nuisibles, les zones mortes et les mortalités de poissons sont les résultats d’un processus appelé eutrophisation – qui commence avec l’augmentation de la charge en nutriments dans les estuaires et les eaux côtières. Soixante-cinq pour cent des estuaires et des masses d’eau côtières des États-Unis sont modérément ou gravement dégradés par des apports excessifs de nutriments, qui entraînent des efflorescences algales et des eaux à faible teneur en oxygène (hypoxiques) pouvant tuer les poissons et les algues et réduire les habitats essentiels des poissons. Nombre de ces estuaires abritent également des populations de mollusques bivalves (huîtres, palourdes, coquilles Saint-Jacques, etc.), qui réduisent naturellement les nutriments grâce à leurs activités de filtration. Les principaux responsables de l’eutrophisation semblent être l’excès d’azote et de phosphore – provenant de sources telles que le ruissellement des engrais, les effluents des systèmes septiques et les retombées atmosphériques de la combustion des combustibles fossiles – qui pénètrent dans les masses d’eau et alimentent la prolifération des algues, ce qui, à son tour, réduit la qualité de l’eau et dégrade les écosystèmes estuariens et côtiers. L’eutrophisation peut également produire du dioxyde de carbone, qui abaisse le pH de l’eau de mer (acidification des océans). Cela ralentit la croissance des poissons et des crustacés, peut empêcher la formation de coquilles chez les mollusques bivalves et réduit les prises des pêcheries commerciales et récréatives, ce qui entraîne des récoltes plus petites et des fruits de mer plus chers. »

Réchauffement des eaux
En plus de la surcharge de nutriments dans nos voies navigables marines provenant des exploitations agricoles, les proliférations d’algues (par exemple les marées rouges et les cyanobactéries) sont exacerbées par le réchauffement des eaux. Malheureusement, les souches toxiques, comme K. brevis, semblent profiter davantage du réchauffement des eaux que les souches inoffensives de phytoplancton. Les eaux plus chaudes permettent aux algues de se développer plus rapidement. Entre 1971 et 2010, la quatrième évaluation du GIEC estime que la température de la surface de la mer s’est réchauffée en moyenne de 0,11 degré Celsius (32 °F) chaque décennie, et continue de se réchauffer.
« Ainsi, si les eaux océaniques autour de la Floride se réchauffent, il est raisonnable de s’attendre à des problèmes plus fréquents avec les micro-organismes nuisibles » – Université de Floride.
En plus du réchauffement moyen à plus long terme dû au changement climatique, la température de la surface de la mer varie considérablement selon les saisons. C’est pourquoi les efflorescences algales nuisibles sont généralement expérimentées de manière saisonnière, mais comme nous le constatons pour 2018, elles peuvent durer jusqu’à un an si les températures de l’eau restent suffisamment élevées.

Où se produisent les marées rouges

Les efflorescences algales nuisibles et les marées rouges se produisent partout dans le monde, et ont été enregistrées au large des côtes de chaque État côtier des États-Unis. Il est difficile de dire quand s’attendre à des marées rouges, car elles se sont produites tout au long de l’année, mais elles sont généralement déclenchées lorsque l’eau est plus chaude pendant les mois d’été. La carte ci-dessous montre la fréquence des mortalités végétales et animales induites par les marées rouges entre 1997 et 2006.

Figure 1. Carte de la Woods Hole Oceanographic Institution montrant l’emplacement et la fréquence des mortalités animales et végétales induites par les marées rouges.
Dans le Golfe – la partie sud-est du Texas et la bordure sud-ouest de la Floride subissent des marées rouges presque annuelles (en savoir plus ici). Entre 2017 et 2018, des marées rouges se sont produites continuellement au large de la côte du Golfe de Floride. Sur la côte ouest, les marées rouges semblent être plus fréquentes en Californie, entre Santa Barbara et San Diego, mais là encore – elles apparaissent dans toutes les zones côtières de la planète (voir les cartes de distribution ici). Si nous associons les marées rouges à des zones de forte charge en nutriments, il est logique que le Golfe (le rejet du fleuve Mississippi) connaisse des proliférations d’algues assez fréquentes et à grande échelle. Les marées rouges étant coordonnées avec les températures de l’océan et la charge en nutriments, les agences sont généralement en mesure de prévoir quand une marée rouge se produira. Pour la région du Golfe du Mexique, consultez cet outil de prévision (pour les marées rouges et les cyanobactéries toxiques). Pour le lac Érié, utilisez cet outil de prévision des efflorescences algales nuisibles (principalement pour les cyanobactéries toxiques).

Les impacts des marées rouges

Les deux principaux types de phytoplancton sont les diatomées et les dinoflagellés. La principale différence entre les deux est que les dinoflagellés ont la capacité de se propulser, tandis que les diatomées dépendent entièrement des courants océaniques pour se déplacer. Les marées rouges dangereuses que l’on observe au large des côtes américaines sont généralement alimentées par les dinoflagellés. Les types de dinoflagellés varient selon les régions, la côte sud-est et le Golfe connaissant plus de cas du dinoflagellé nocif Karenia brevis (K. brevis), la côte ouest connaissant plus de cas de Gonyaulax, le nord-est connaissant Alexandrium, et les Caraïbes Gambierdiscus toxicus.
Tableau 1. Liste des espèces de phytoplancton nuisibles, impacts &Région d’occurrence (non exhaustif). Source : Institut océanographique Scripps & Université de Californie, Santa Cruz

Comme indiqué, tous les phytoplanctons ne sont pas nuisibles, en fait, la plupart sont inoffensifs, mais les espèces énumérées ci-dessus représentent une poignée de phytoplanctons nuisibles capables de produire des toxines qui peuvent soit devenir aéroportées (K. brevis), soit empoisonner la faune marine et les humains qui les consomment ou les fruits de mer contaminés.
Santé humaine
Les impacts sur la santé humaine associés aux marées rouges dépendent des espèces de phytoplancton, comme le montre le tableau 1. Certaines marées rouges sont relativement inoffensives, les gens pouvant nager ou surfer pendant un événement. Certains phytoplanctons toxiques, tels que K. brevis en Floride, libèrent des toxines en suspension dans l’air qui peuvent être directement inhalées par les personnes sur la plage, provoquant une irritation des yeux, de la peau, de la gorge et des poumons, et des impacts potentiellement graves pour les personnes souffrant d’affections pulmonaires comme l’asthme. Certains estiment que les brevetoxines de K. brevis peuvent se déplacer jusqu’à 1 mile à l’intérieur des terres selon la vitesse et la direction du vent. Enfin, d’autres phytoplanctons toxiques ne présentent un risque pour la santé humaine que par la consommation de fruits de mer contaminés. C’est pourquoi il est important de savoir quel type de diatomée ou de dinoflagellé constitue les marées rouges dans votre région. Consultez la section des ressources ci-dessous pour plus d’informations sur les menaces et les occurrences régionales, et ce site Web du CDC pour des informations spécifiques sur les impacts sur la santé humaine.

Santé des animaux de compagnie
Les marées rouges toxiques peuvent également présenter un risque pour vos animaux de compagnie, provoquant des impacts neurologiques, notamment des crises et des paralysies, si votre animal consomme directement des fruits de mer contaminés ou le phytoplancton. La clinique vétérinaire de River Landings recommande : « Si votre animal agit différemment, subit une crise, est maladroit, a la diarrhée, tremble, perd l’équilibre, semble confus ou semble ne pas pouvoir voir, consultez immédiatement un vétérinaire. »
Faune marine
Les marées rouges peuvent nuire à la faune marine en créant des zones mortes temporaires et une réduction de l’OD ; en empoisonnant directement la faune ; en empoisonnant les sources de nourriture ; et en recouvrant physiquement la faune, réduisant ainsi sa capacité à se déplacer, à chasser et à se nourrir. La plupart des informations suivantes proviennent de la Florida Fish and Wildlife Conservation Commission.

Comme mentionné, lorsque les marées rouges finissent par mourir, elles coulent au fond de l’océan et sont consommées par les bactéries marines. Au cours de ce processus, les bactéries consomment également une grande partie de l’oxygène dissous dans l’eau marine environnante, ce qui réduit la quantité d’oxygène disponible pour les autres animaux marins qui dépendent de cet oxygène pour respirer et survivre. Selon l’ampleur de la marée rouge, cela peut créer une « zone morte » temporaire, incapable d’accueillir la vie marine. Heureusement, une grande partie de la faune marine est capable de s’éloigner simplement à la nage de ces zones hypoxiques, mais ce n’est pas le cas de toutes, car les invertébrés comme les moules, les éponges et les oursins sont incapables de se déplacer sur de longues distances. De plus, lorsque des événements hypoxiques se produisent dans d’importantes nourriceries, zones de reproduction et zones d’alimentation, les impacts sur l’écosystème local et les populations voisines peuvent être graves.
L’empoisonnement direct de la faune marine devrait être la principale cause des mortalités massives de poissons constatées en Floride lors de l’événement de marée rouge de 2018. L’exposition à K. brevis provoque chez les poissons une paralysie, des convulsions, des « torsions violentes et une nage en tire-bouchon », et l’incapacité éventuelle d’utiliser et de contrôler correctement les branchies, ce qui entraîne la suffocation et la mort. Cela peut se produire même avec des concentrations relativement faibles à moyennes de K. brevis, à savoir 250 000 cellules par litre d’eau de mer. Les tortues de mer peuvent également être directement empoisonnées et présenter des effets similaires de perte de coordination, de mouvements corporels incontrôlés et de léthargie.
Comme les humains, la consommation de fruits de mer contaminés peut avoir de graves conséquences sur la faune marine. Par exemple, à Monterey, en Californie, plus de 400 otaries sont mortes après avoir été empoisonnées en consommant des anchois contaminés par l’acide domoïque lors d’une marée rouge locale de Pseudonitzschia australis. En 1988, plus de 740 grands dauphins sont morts au large de la côte atlantique des États-Unis. Les scientifiques pensent qu’il s’agit d’un mélange d’inhalation directe de toxines et de consommation de fruits de mer contaminés. Trois autres décès de dauphins se sont produits depuis, principalement dans la région de la Floride, et 93 % des dauphins décédés testés contenaient des brevetoxines dans leur organisme. Même les lamantins ont été empoisonnés après avoir consommé des herbes marines contaminées pendant les efflorescences de K. brevis.
En dernier lieu, la bande physique des marées rouges peut provoquer des décès massifs de la faune marine. En 2007, des centaines d’oiseaux de mer ont été tués parce que leurs plumes étaient recouvertes du dinoflagellé Akashiwo sanguinea lors d’une marée rouge au large de Monterey, en Californie. L’enduit gluant du phytoplancton a fait perdre aux plumes des oiseaux leur pouvoir hydrofuge, qui est essentiel pour que les oiseaux conservent la chaleur corporelle dont ils ont besoin. Sans la répulsion de l’eau, les oiseaux deviennent trop mouillés et leur température corporelle chute fatalement.
Économie
Les coûts économiques des marées rouges toxiques peuvent être considérables et comprennent les nettoyages financés par le gouvernement (principalement de la faune morte), la perte de revenus du tourisme océanique et des loisirs, l’augmentation des visites à l’hôpital et des jours de maladie, et la perte de revenus de la pêche commerciale et récréative. Une étude réalisée en 2000 a révélé que l’impact annuel des HAB sur les pêcheries commerciales varie entre 13 et 25 millions de dollars. Les coûts de nettoyage au niveau du comté en Floride ont été calculés jusqu’à 250 000 $ pour un seul comté lors d’un événement de marée rouge. Et en août 2018, la marée rouge de 2017-2018 a déjà coûté à la Floride 8 millions de dollars en perte de revenus des seules entreprises côtières.
Bien que les impacts économiques complets des marées rouges et des HAB soient difficiles à quantifier, la diapositive suivante fournie par le webinaire Harmful Algae Blooms (HABs) and You du 26 février 2019 de National Water Sentinels fournit un bon résumé:

Comment prévenir les marées rouges

Bien qu’il s’agisse généralement d’un phénomène naturel, la vérité est que la gravité de ces événements s’aggrave en raison du changement climatique et des grandes quantités de pollution par les nutriments déversées dans les eaux côtières. Les engrais agricoles et paysagers s’infiltrent dans les eaux souterraines et de surface. Les infrastructures de traitement des eaux usées, telles que les fosses septiques et les égouts, se brisent, débordent et finissent par ne plus pouvoir traiter nos déchets. Malheureusement, pendant toute cette crise, le Congrès a laissé expirer en septembre 2018 la loi de 2017 sur la recherche et le contrôle des efflorescences algales nuisibles et de l’hypoxie (S.1057), qui aurait exigé une évaluation des efflorescences algales nuisibles résultant des rejets du lac Okeechobee ; et établi un processus permettant de déclarer les efflorescences algales et les événements hypoxiques comme  » événement d’importance nationale « . Il y a eu un échec à tous les niveaux de gouvernement pour prendre des mesures afin de protéger l’eau propre pour des loisirs sûrs, la faune et la flore sauvages et des économies touristiques de plage prospères.
Nos élus doivent prêter attention à cette crise de santé publique et économique et prendre des mesures pour contrôler le flux de pollution dans les cours d’eau et les plages qui alimentent notre économie touristique côtière. Voir ci-dessous pour les actions que les membres des communautés locales, les villes et les États peuvent faire pour arrêter les futures efflorescences d’algues sévères:
Actions que nous pouvons tous prendre :

• Scoop the Poop. Ramassez les déchets de votre animal de compagnie
• Lavez votre voiture sur de l’herbe ou du gravier, pas dans la rue. Mieux encore, amenez-la à un lave-auto commercial.
• Rendre votre cour plus respectueuse des océans
  • Voir bio. Arrêtez d’utiliser des engrais et des pesticides chimiques
  • Appliquez plutôt du paillis et du compost pour créer un sol vivant et sain
  • Plantez des plantes indigènes et adaptées au climat
  • Dirigez les gouttières et les tuyaux de descente des eaux pluviales dans votre aménagement paysager pour ralentir et éponger la pluie. Pour en savoir plus, cliquez ici.
• Sortez au conseil municipal et exigez les actions ci-dessous

Les actions juridictionnelles locales pourraient inclure :

• Mener des inspections obligatoires des fosses septiques
• Afficher rapidement et publiquement les fermetures de plages et les avis sanitaires
• Passer de fortes restrictions locales sur les engrais (voir le comté de Manatee pour un bon exemple)
• Mettre en place des programmes proactifs pour contrôler la pollution des eaux pluviales, tels que Ocean Friendly Gardens
• Inspecter et entretenir les infrastructures d’égouts

Les actions à l’échelle de l’État pourraient inclure :

• Funding the Florida Healthy Beaches program to test recreational beaches for bacterial indicators of impaired water
• Set and enforce stronger water quality standards and regulations
• Help communities local transition away from septic systems to sewers
• Provide funding to local. municipalités pour inspecter et entretenir leurs infrastructures d’égouts
• Réglementer et limiter les apports d’engrais de l’agriculture dans les zones d’eau douce
• Rétablir le flux naturel de l’eau vers la côte

Comment rester en sécurité pendant une marée rouge

La marée rouge pose de nombreuses menaces sérieuses pour la santé, veuillez respecter les recommandations des autorités locales ainsi que les fermetures de plages, les avertissements et les directives. Vérifiez auprès des autorités locales quelles sont les zones touchées (regardez dans la section ressources ci-dessous pour voir s’il y a des informations pour votre état). Signalez les maladies ou les symptômes en contactant votre centre antipoison local. Vous pouvez également prendre les mesures suivantes pour rester en sécurité :

• Renseignez-vous sur les types de marées rouges qui fréquentent votre région
• Vérifiez auprès de votre ministère de l’Agriculture local pour connaître les risques liés à la consommation de fruits de mer locaux pendant un événement de marée rouge
• Si les marées rouges locales contiennent des espèces nocives de phytoplancton (comme K. brevis), évitez la plage &sortez de l’eau
• Si vous avez des sensibilités respiratoires connues, restez à l’intérieur ou éloignez-vous de la côte
• Regardez les ressources ci-dessous pour plus d’informations
• Agissez maintenant pour prévenir de futures marées rouges

Ressources importantes

Comprendre les proliférations d’algues

• Que sont les proliférations d’algues et pourquoi sont-elles mauvaises ? (Popular Science)

Floride &Texas

• État actuel de la marée rouge (Florida FWCC)
• Plages actuellement touchées en Floride (Florida DEP)
• Marée rouge au Texas (Texas Parks & Wildlife)
• Effets sur la santé de l’exposition à K. Brevis & Cyanobactéries (Santé Floride)

Pacifique

• Programme de biotoxines marines de la NOAA (Région Pacifique)
• Algues nuisibles. & Programme et carte de surveillance régionale des marées rouges (SCCOOS)

National

• Système d’efflorescence algale nuisible à une seule santé (OHHABS)
• HAB-.Associated Illness (CDC)
• NOAA Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms (ECOHAB)
• NOAA Monitoring and Event Response for Harmful Algal Blooms (MERHAB)
• Efflorescences algales nuisibles (NOAA National Ocean Service)
• Algues nuisibles et marées rouges (WHOI)
• Marée rouge (Surfline)

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