For most of the year, the Gulf of Mexico is teeming with marine life, from tiny crustaceans to massive baleen whales. But every summer, disaster strikes. Around May, animals begin to flee the area. And soon, creatures that can’t swim or can’t swim fast enough begin to suffocate and die off in massive numbers. From late spring to early autumn, thousands of square kilometers along the coast become a marine dead zone— unable to support most forms of aquatic life.
Pendant la majeure partie de l'année, le golfe du Mexique fourmille de vie, des minuscules crustacés aux énormes baleines. Mais chaque été, la catastrophe frappe. Vers le mois de mai, les animaux commencent à fuir la région. Et bientôt, les créatures qui ne savent pas nager ou qui ne nagent pas assez vite commencent à étouffer et à mourir en grand nombre. De la fin du printemps au début de l'automne, des milliers de kilomètres carrés le long de la côte deviennent une zone morte marine, incapable de supporter la plupart des formes de vie aquatique.
This strange annual curse isn’t unique; dead zones like this one have formed all over the world. But to explore what’s creating these lethal conditions, we first need to understand how a healthy marine ecosystem functions.
Cette étrange malédiction annuelle n'est pas unique ; des zones mortes comme celle-ci se sont formées partout dans le monde. Mais pour explorer ce qui crée ces conditions mortelles, nous devons d'abord comprendre comment fonctionne un écosystème marin sain.
In any body of water that receives sufficient sunlight, plant-like organisms such as algae and cyanobacteria thrive. Clouds of algae streak the surface of deep waters, and in shallower regions, large seaweeds and seagrass cover the ground. Not only do these organisms form the foundation of local food chains, their photosynthesis provides the oxygen necessary for aquatic animals to survive.
Dans toute masse d'eau qui reçoit suffisamment de lumière solaire, des organismes végétaux tels que les algues et les cyanobactéries prospèrent. Des nuages d'algues strient la surface des eaux profondes et, dans les zones peu profondes, des algues et des herbes marines recouvrent le sol. Non seulement ces organismes constituent la base des chaînes alimentaires locales, mais leur photosynthèse fournit l'oxygène nécessaire à la survie des animaux aquatiques.
Besides sunlight and C02, algae growth also depends on nutrients like phosphorus and nitrogen. While such resources are typically in short supply, sometimes the surrounding watershed can flood coastal waters with these nutrients. For example, a large rainstorm might wash nutrient-rich sediment from a forest into a lake. These additional resources lead to a massive increase in algae growth known as eutrophication. But rather than providing more food and oxygen, this surge of growth has deadly consequences. As more algae grows on the surface, it blocks sunlight to the plants below. These light-deprived plants die off and decompose in a process which uses up the water’s already depleted oxygen supply. Over time, this can reduce the oxygen content to less than 2 milligrams of oxygen per liter, creating an uninhabitable dead zone.
Outre la lumière du soleil et le CO₂, la croissance des algues dépend également de nutriments comme le phosphore et l'azote. Bien que ces ressources soient généralement rares, il arrive que le bassin hydrographique environnant inonde les eaux côtières de ces nutriments. Par exemple, un grand orage peut déplacer les sédiments riches en nutriments d'une forêt dans un lac. Ces ressources supplémentaires entraînent une augmentation massive des algues, connue sous le nom d'eutrophisation. Mais au lieu de fournir davantage de nourriture et d'oxygène, cette poussée de croissance a des conséquences mortelles. À mesure que les algues se développent à la surface, elles bloquent la lumière du soleil pour les plantes en-dessous. Ces plantes privées de lumière meurent et se décomposent dans un processus qui diminue un peu plus les réserves d'oxygène de l'eau. À force, la teneur en oxygène peut tomber à moins de 2 milligrammes d'oxygène par litre, ce qui crée une zone morte inhabitable.
There are rare bodies of water that rely on natural eutrophication. Regions like the Bay of Bengal are full of bottom-dwelling marine life that has adapted to low-oxygen conditions. But human activity has made eutrophication a regular and widespread occurrence. Nutrient-rich waste from our sewage systems and industrial processes often end up in lakes, estuaries and coastal waters. And the Gulf of Mexico is one of the largest dumping zones on earth for one particular pollutant: fertilizer.
Il existe de rares masses d'eau qui dépendent d'une eutrophisation naturelle. Des régions comme le golfe du Bengale regorgent de vie marine profonde qui s'est adaptée à des conditions de faible teneur en oxygène. Mais l'activité humaine a fait de l'eutrophisation un phénomène régulier et généralisé. Les déchets riches en nutriments provenant de nos égouts et de nos processus industriels se retrouvent souvent dans les lacs, les estuaires et les eaux côtières. le golfe du Mexique est l'une des plus grandes zones de déversement au monde d'un polluant particulier : les engrais.
American agriculture relies heavily on nitrogen and phosphate-based fertilizers. 31 states, including America’s top agricultural producers, are connected to the Mississippi River Basin, and all of their runoff drains into the Gulf of Mexico.
L'agriculture américaine dépend fortement des engrais à base d'azote et de phosphate. 31 États, dont les principaux États agricoles américains, sont reliés au bassin du Mississippi, et toutes leurs eaux de ruissellement finissent dans le golfe du Mexique.
Farmers apply most of this fertilizer during the spring planting season, so the nutrient flood occurs shortly after. In the Gulf, decomposing algae sinks into the band of cold saltwater near the seafloor. Since these dense lower waters don’t mix with the warmer freshwater above, it can take four months for tropical storms to fully circulate oxygenated water back into the gulf.
Les agriculteurs utilisent la plupart de ces engrais lors des semis de printemps - les nutriments se répandent donc juste après. Dans le Golfe, les algues en décomposition descendent dans la bande d'eau salée froide située près du fond. Étant donné que ces eaux froides ne se mélangent pas avec l'eau douce plus chaude au-dessus, il peut se passer quatre mois avant que les tempêtes tropicales ne fassent pleinement circuler l'eau oxygénée dans le golfe.
This dead zone currently costs U.S. seafood and tourism industries as much as $82 million a year, and that cost will only increase as the dead zone gets bigger. On average the gulf dead zone is roughly 15,000 square kilometers, but in 2019 it grew to over 22,000 square kilometers— approximately the size of New Jersey.
Cette zone morte coûte actuellement aux industries de la pêche et du tourisme jusqu'à 82 millions de dollars par an, et ce coût ne fera qu'augmenter au fur et à mesure que la zone morte s'agrandira. En moyenne, la zone morte du Golfe est d'environ 15 000 km², mais en 2019, elle a atteint plus de 22 000 km², soit approximativement la taille du New Jersey.
Human activity is similarly responsible for growing dead zones around the world. So what can be done? In the short term, countries can set tighter regulations on industrial run-off, and ban the dumping of untreated sewage into ocean waters. On farms, we can plant buffer zones composed of trees and shrubs to absorb runoff. However, long term solutions will require radical changes to the way we grow food. Farmers are currently incentivized to use techniques that reduce the health of the soil and rely heavily on nitrogen-rich fertilizers. But there would be less need for these chemicals if we restore the soil’s natural nutrients by planting diverse crops that manage soil erosion and fertility. Hopefully we can make these fundamental changes soon. Because if we don’t, the future of our marine ecosystems may be dead in the water.
L'activité humaine est également responsable de la croissance des zones mortes dans le monde entier. Que peut-on donc faire ? À court terme, les pays peuvent établir des lois plus strictes sur le ruissellement industriel et interdire le déversement d'eaux usées non traitées dans les eaux océaniques. Dans les exploitations agricoles, nous pouvons planter des zones tampons composées d'arbres et d'arbustes pour absorber les eaux de ruissellement. Cependant, les solutions à long terme nécessiteront des changements radicaux dans la façon dont nous cultivons les aliments. Les agriculteurs sont actuellement incités à utiliser des techniques qui réduisent la santé des sols et dépendent fortement des engrais riches en azote. Mais ces produits chimiques seraient moins nécessaires si nous rétablissions les nutriments naturels du sol en plantant diverses cultures qui gèrent l'érosion et la fertilité des sols. Espérons que nous pourrons bientôt apporter ces changements fondamentaux. Car si nous ne le faisons pas, nos écosystèmes marins risquent de se retrouver le bec dans l'eau.